Mendeleyevin dövri qanunu, kəşfin mahiyyəti və tarixi. Dövri qanunun kəşf tarixi Dövri cədvəlin kəşf tarixi

Burada oxucu insanın elmi sahədə indiyə qədər kəşf etdiyi ən mühüm qanunlardan biri - Dmitri İvanoviç Mendeleyevin dövri qanunu haqqında məlumat tapa bilər. Onun əhəmiyyəti və kimyaya təsiri ilə tanış olacaqsınız, dövri qanunun ümumi müddəaları, xüsusiyyətləri və təfərrüatları, kəşf tarixi və əsas müddəaları nəzərdən keçiriləcək.

Dövri qanun nədir

Dövri qanun ilk dəfə 1869-cu ildə D.I.Mendeleyev tərəfindən kəşf edilmiş fundamental təbiət qanunudur və kəşfin özü bəzi kimyəvi elementlərin xassələrinin və o dövrdə məlum olan atom kütlələrinin müqayisəsi nəticəsində baş vermişdir.

Mendeleyev iddia edirdi ki, onun qanununa görə sadə və mürəkkəb cisimlər və elementlərin müxtəlif birləşmələri onların dövri tip asılılığından və atomlarının çəkisindən asılıdır.

Dövri qanun öz növünə görə unikaldır və bu, təbiətin və kainatın digər fundamental qanunlarından fərqli olaraq riyazi tənliklərlə ifadə edilməməsi ilə bağlıdır. Qrafik olaraq, kimyəvi elementlərin dövri cədvəlində ifadəsini tapır.

Kəşf tarixi

Dövri qanunun kəşfi 1869-cu ildə baş verdi, lakin bütün məlum x-ci elementləri sistemləşdirmək cəhdləri bundan çox əvvəl başladı.

Belə bir sistemi yaratmaq üçün ilk cəhdi 1829-cu ildə İ.V.Debereyner etdi. O, ona məlum olan bütün kimyəvi elementləri bu üç komponent qrupuna daxil olan atom kütlələrinin cəminin yarısının yaxınlığı ilə bir-biri ilə əlaqəli olan üçlülərə təsnif etdi. . Debereynerin ardınca A. de Chancourtois tərəfindən elementlərin unikal təsnifat cədvəlini yaratmağa cəhd edildi, o, sistemini "yer spiralı" adlandırdı və ondan sonra Newlands oktavasını John Newlands tərtib etdi. 1864-cü ildə, demək olar ki, eyni vaxtda, William Olding və Lothar Meyer bir-birindən asılı olmayaraq yaradılmış cədvəlləri nəşr etdi.

Dövri qanun 8 mart 1869-cu ildə nəzərdən keçirilməsi üçün elmi ictimaiyyətə təqdim edildi və bu, Rusiya Cəmiyyətinin iclasında baş verdi. Dmitri İvanoviç Mendeleyev kəşfini hamının gözü qarşısında elan etdi və elə həmin il Mendeleyevin “Kimyanın əsasları” dərsliyi nəşr olundu, burada onun yaratdığı dövri cədvəl ilk dəfə nümayiş etdirildi. Bir il sonra, 1870-ci ildə bir məqalə yazır və dövri qanun anlayışının ilk dəfə istifadə edildiyi Rusiya Kimya Cəmiyyətinə təqdim edir. 1871-ci ildə Mendeleyev kimyəvi elementlərin dövri qanunu haqqında məşhur məqaləsində öz konsepsiyasının tam təsvirini verdi.

Kimya elminin inkişafına əvəzsiz töhfə

Dövri qanunun əhəmiyyəti dünyanın elmi ictimaiyyəti üçün inanılmaz dərəcədə böyükdür. Bu onunla bağlıdır ki, onun kəşfi həm kimyanın, həm də digər təbiət elmlərinin, məsələn, fizika və biologiyanın inkişafına güclü təkan verdi. Elementlər və onların keyfiyyət kimyəvi və fiziki xüsusiyyətləri arasındakı əlaqə açıq idi, bu da bütün elementlərin bir prinsip üzrə qurulmasının mahiyyətini anlamağa imkan verdi və kimyəvi elementlər haqqında anlayışların müasir formalaşdırılmasına, biliklərin konkretləşdirilməsinə səbəb oldu. mürəkkəb və sadə quruluşlu maddələr.

Dövri qanunun istifadəsi kimyəvi proqnozlaşdırma problemini həll etməyə və məlum kimyəvi elementlərin davranışının səbəbini müəyyən etməyə imkan verdi. Atom fizikası, o cümlədən nüvə enerjisi də bu qanunun nəticəsi olaraq mümkün olmuşdur. Öz növbəsində, bu elmlər bu qanunun mahiyyətinin üfüqlərini genişləndirməyə və onun dərk edilməsini dərinləşdirməyə imkan verdi.

Dövri sistem elementlərinin kimyəvi xassələri

Əslində kimyəvi elementlər, sadə bir maddədə və onların çoxsaylı birləşmələrinin əmələ gətirə biləcəyi formada, sərbəst atom və ya ion vəziyyətində, solvatlanmış və ya hidratlanmış vəziyyətdə onlara xas olan xüsusiyyətlərlə bir-birinə bağlıdır. Lakin bu xassələr adətən iki hadisədən ibarətdir: sərbəst vəziyyətdə olan atoma və sadə maddəyə xas olan xüsusiyyətlər. Bu növün bir çox xüsusiyyətləri var, lakin ən vacibləri bunlardır:

1. Atomun ionlaşması və onun enerjisi, elementin cədvəldəki mövqeyindən, sıra nömrəsindən asılı olaraq.
2. Atomun və elektronun enerji yaxınlığı, atom ionlaşması kimi, elementin dövri cədvəldəki yerindən asılıdır.
3. Sabit qiymətə malik olmayan, lakin müxtəlif amillərdən asılı olaraq dəyişə bilən atomun elektronmənfiliyi.
4. Atomların və ionların radiusu - burada, bir qayda olaraq, hərəkət vəziyyətində elektronların dalğa təbiəti ilə əlaqəli empirik məlumatlar istifadə olunur.
5. Sadə maddələrin atomlaşdırılması - elementin reaktivlik imkanlarının təsviri.
6. Oksidləşmə halları formal xüsusiyyətdir, lakin onlar elementin ən mühüm xüsusiyyətlərindən biri kimi görünür.
7. Sadə maddələr üçün oksidləşmə potensialı maddənin sulu məhlullarda fəaliyyət göstərmə potensialının ölçülməsi və göstəricisidir, həmçinin redoks xüsusiyyətlərinin təzahür səviyyəsidir.

Daxili və ikinci dərəcəli elementlərin dövriliyi

Dövri qanun təbiətin başqa bir mühüm komponenti - daxili və ikincil dövrilik haqqında anlayış verir. Atom xassələrinin öyrənilməsinin yuxarıda qeyd olunan sahələri əslində düşünə biləcəyimizdən qat-qat mürəkkəbdir. Bu onunla bağlıdır ki, cədvəlin s, p, d elementləri dövrdə (daxili dövrilik) və qrupda (ikinci dövrilik) mövqelərindən asılı olaraq keyfiyyət xüsusiyyətlərini dəyişirlər. Məsələn, s elementinin birinci qrupdan səkkizinciyə p-elementinə keçidinin daxili prosesi ionlaşmış atomun enerji xəttinin əyrisində minimum və maksimum nöqtələrlə müşayiət olunur. Bu hadisə dövrdəki vəziyyətinə görə atomun xassələrindəki dəyişikliklərin dövriliyinin daxili qeyri-sabitliyini göstərir.

Nəticələr

İndi oxucu Mendeleyevin dövri qanununun nə olduğunu aydın başa düşür və müəyyən edir, onun insan və müxtəlif elmlərin inkişafı üçün əhəmiyyətini dərk edir, onun müasir müddəaları və kəşf tarixi haqqında təsəvvürə malikdir.

Mendeleyevlər ailəsi Tobolskda Tobol çayının sıldırım, hündür sahilindəki evdə yaşayırdı və gələcək alim burada anadan olub. O zamanlar Tobolskda bir çox dekabristlər sürgündə xidmət edirdilər: Annenkov, Baryatinski, Volf, Kuxelbeker, Fonvizen və başqaları... Onlar öz cəsarətləri, zəhmətkeşliyi ilə ətrafdakılara sirayət edirdilər. Onları həbsxana, ağır iş və ya sürgün sındırmadı. Mitya Mendeleyev belə insanları görmüşdü. Onlarla ünsiyyətdə Vətənə məhəbbət, onun gələcəyinə məsuliyyət hissi formalaşıb. Mendeleyevlər ailəsinin dekabristlərlə dostluq və ailə münasibətləri var idi. D. İ. Mendeleyev yazırdı: “... burada möhtərəm və hörmətli dekabristlər yaşayırdılar: Fonvizen, Annenkov, Muravyov, ailəmizə yaxın, xüsusən dekabristlərdən biri Nikolay Vasilyeviç Basargin bacım Olqa İvanovna ilə evləndikdən sonra... Dekembrist ailələri , həmin yerlərdə. günlər Tobolsk həyatına xüsusi iz qoydular və ona dünyəvi bir tərbiyə verdilər. Onlar haqqında əfsanə hələ də Tobolskda yaşayır”.

15 yaşında Dmitri İvanoviç orta məktəbi bitirdi. Anası Mariya Dmitrievna gəncin təhsilini davam etdirməsi üçün çox səy göstərdi.

düyü. 4. D.İ.Mendeleyevin anası - Mariya Dmitrievna.

Mendeleyev Sankt-Peterburqdakı Tibb-Cərrahiyyə Akademiyasına daxil olmağa çalışdı. Ancaq anatomiya təsirli bir gəncin gücündən kənarda oldu, buna görə Mendeleyev təbabəti pedaqogikaya dəyişməli oldu. 1850-ci ildə atasının vaxtilə oxuduğu Baş Pedaqoji İnstitutuna daxil olur. Yalnız burada Mendeleyev öyrənmə zövqünü hiss etdi və tezliklə ən yaxşılardan biri oldu.

21 yaşında Mendeleyev qəbul imtahanlarını parlaq şəkildə verdi. Dmitri Mendeleyevin Sankt-Peterburqda Pedaqoji İnstitutunda oxuması ilk vaxtlar asan olmayıb. Birinci kursda riyaziyyatdan başqa bütün fənlərdən qeyri-qənaətbəxş qiymət almağı bacarıb. Ancaq böyük illərdə işlər fərqli getdi - Mendeleyevin orta illik qiyməti dörd yarım idi (mümkün beşdən).

Onun izomorfizm fenomeni ilə bağlı dissertasiyası namizədlik dissertasiyası kimi tanınıb. 1855-ci ildə istedadlı tələbə. Odessadakı Rişelye gimnaziyasına müəllim təyin edildi. Burada o, ikinci elmi əsərini - “Xüsusi cildləri” hazırladı. Bu iş magistr dissertasiyası kimi təqdim edilmişdir. 1857-ci ildə Onu müdafiə etdikdən sonra Mendeleyev kimya magistri adını aldı və Sankt-Peterburq Universitetində özəl köməkçi professor oldu və burada üzvi kimyadan mühazirələr oxudu. 1859-cu ildə xaricə göndərildi.

Mendeleyev iki il Fransa və Almaniyanın müxtəlif universitetlərində çalışdı, lakin ən məhsuldarı o dövrün aparıcı alimləri Bunsen və Kirchhoffla Heidelbergdə dissertasiya işi oldu.

Şübhəsiz ki, alimin həyatına onun uşaqlığını keçirdiyi mühitin təbiəti böyük təsir göstərmişdir. Gəncliyindən qocalığına qədər hər şeyi və həmişə öz yolu ilə edirdi. Gündəlik xırda şeylərdən başlayaraq əsas şeylərə davam edin. Dmitri İvanoviçin qardaşı qızı N. Ya. Kapustin-Qubkina xatırlayırdı: “Onun öz sevimli yeməkləri var idi, özü üçün icad edirdi... O, həmişə özünün ixtira etdiyi üslubda kəməri olmayan enli parça pencək geyinərdi... Siqaret çəkirdi. siqaretləri yuvarladı, özü yuvarladı...” O, nümunəvi bir mülk yaratdı və dərhal onu tərk etdi. O, mayelərin yapışması ilə bağlı diqqətəlayiq təcrübələr apardı və dərhal bu elm sahəsini həmişəlik tərk etdi. Və o, rəhbərlərinə nə qədər qalmaqallar atdı! Hələ gəncliyində Pedaqoji İnstitutun yeni məzunu kimi o, kafedra müdirinin üstünə qışqırdı, bunun üçün nazir özü Abraham Sergeyeviç Norovatov çağırıldı. Bununla belə, departament direktoru ilə nə maraqlanır - o, sinodunu belə nəzərə almadı. Maraqlarının bənzərsizliyi ilə heç vaxt barışmayan Feoza Nikitişnadan boşanması münasibətilə ona yeddi illik cəza təyin edərkən, Dmitri İvanoviç, vaxtından altı il əvvəl Kronştadtdakı keşişi evlənməyə razı saldı. yenə onu. Bəs onun şarla uçmasının hekayəsi nə idi ki, hərbi idarəyə məxsus şarı zorla ələ keçirərək, təcrübəli aeronavt general Kovankonu səbətdən qovdu... Dmitri İvanoviç təvazökarlıqdan əziyyət çəkmirdi, əksinə - “ Təvazökarlıq bütün pisliklərin anasıdır”, - deyə Mendeleyev bildirib.

Dmitri İvanoviçin şəxsiyyətinin orijinallığı təkcə alimin davranışında deyil, həm də bütün görünüşündə müşahidə olunurdu. Onun qardaşı qızı N. Ya. Kapustina-Qubkina alimin aşağıdakı şifahi portretini çəkmişdir: “Uca ağ alnın ətrafında uzun tüklü saçlı bir yal, çox ifadəli və çox hərəkətli... Aydın mavi, ruhlu gözlər... Çoxları oxşarlıqlar tapdı. onda Qaribaldi ilə... Danışanda həmişə jestikulyardı. Əllərinin geniş, sürətli, əsəbi hərəkətləri həmişə onun əhval-ruhiyyəsinə uyğun gəlirdi... Səsinin tembri alçaq, lakin gur və anlaşıqlı idi, lakin tonu çox müxtəlif idi və tez-tez aşağı notlardan yüksək, demək olar ki, tenora keçirdi... Nə vaxt xoşuna gəlməyən bir şey haqqında danışdı, sonra buruşdu, əyildi, inlədi, sızladı...” Mendeleyevin uzun illər sevimli istirahəti portretlər üçün çamadanlar və çərçivələr hazırlamaq idi. O, bu işlər üçün ləvazimatları Gostiny Dvor-da alıb.

Mendeleyevin özünəməxsusluğu onu gənclik illərindən camaatdan fərqləndirir... Pedaqoji institutda oxuyarkən bəy professorların gözlənilmədən adına bir qəpik belə pulu olmayan göygöz sibirli belə bir zehni kəskinlik nümayiş etdirməyə başlayır. , işdə o qədər qəzəbli idi ki, bütün həmkarlarını çox geridə qoydu. Məhz o zaman faktiki dövlət müşaviri, xalq maarifinin məşhur xadimi, pedaqoq, alim, kimya professoru Aleksandr Abramoviç Voskresenski onun diqqətini çəkdi və ona aşiq oldu. Buna görə də, 1867-ci ildə Aleksandr Abramoviç sevimli tələbəsi, otuz üç yaşlı Dmitri İvanoviç Mendeleyevi Sankt-Peterburq Universitetinin fizika-riyaziyyat fakültəsinin ümumi və qeyri-üzvi kimya professoru vəzifəsinə tövsiyə etdi. 1868-ci ilin mayında Mendeleyevlər ailəsi sevimli qızları Olqa...

Otuz üç, ənənəvi şücaət yaşıdır: otuz üçdə, dastana görə, İlya Muromets sobadan düşdü. Ancaq bu mənada Dmitri İvanoviçin həyatı istisna olmasa da, həyatında kəskin dönüşün baş verdiyini özü çətinliklə hiss etdi. Əvvəllər öyrətdiyi texniki, üzvi və ya analitik kimya kurslarının əvəzinə o, yeni kursu, ümumi kimyanı oxumağa başlamalı idi.

Əlbəttə ki, miniatür metodundan istifadə etmək daha asandır. Ancaq əvvəlki kurslarına başlayanda bu da asan deyildi. Rus dərslikləri ya ümumiyyətlə yox idi, ya da mövcud idi, amma köhnəlmişdi. Kimya yeni, gənc bir şeydir və gənclikdə hər şey tez köhnəlir. Xarici dərslikləri, ən sonlarını özüm tərcümə etməli idim. Cerardın “Analitik kimya”, Vaqnerin “Kimya texnologiyası”nı tərcümə etmişdir. Amma oturub yazsanız da Avropada üzvi kimyada layiqli heç nə tapılmadı. Və yazdı. İki ayda yeni prinsiplərə əsaslanan tamamilə yeni kurs, otuz vərəq çap. Gündəlik altmış gün zəhmət - gündə on iki bitmiş səhifə. Məhz bir gündə - o, cədvəlini dünyanın öz oxu ətrafında fırlanması kimi xırda bir şeydən asılı etmək istəmirdi, otuz-qırx saat masadan qalxmırdı.

Dmitri İvanoviç nəinki sərxoş işləyə, həm də sərxoş yata bilirdi. Mendeleyevin sinir sistemi son dərəcə həssas idi, hissləri yüksəlmişdi - demək olar ki, bütün memuarçılar, bir söz demədən, onun qeyri-adi asanlıqla, daim qışqırmağa başladığını bildirirlər, baxmayaraq ki, mahiyyət etibarı ilə mehriban insan idi.

Mümkündür ki, Dmitri İvanoviçin fitri şəxsiyyət xüsusiyyətləri onun ailədə gec görünməsi ilə izah edildi - o, "sonuncu uşaq", on yeddinci uşaq idi. Və mövcud konsepsiyalara görə, nəsillərdə mutasiyaların olma ehtimalı valideynlərin yaşı ilə artır.

O, ümumi kimya üzrə ilk mühazirəsinə belə başladı:

“Biz bir maddə və ya fenomen olaraq gördüyümüz hər şeyi aydın şəkildə fərqləndiririk. Materiya yer tutur və çəkisi var, lakin fenomen zamanla baş verən bir şeydir. Hər bir maddə müxtəlif hadisələr yaradır və maddəsiz baş verən bir hadisə yoxdur. Maddələrin və hadisələrin müxtəlifliyi hər kəsin diqqətindən yayına bilməz. Bu müxtəliflikdə qanunauyğunluğu, yəni sadəliyi və düzgünlüyü kəşf etmək təbiəti öyrənmək deməkdir...”

Qanuniliyi, yəni sadəliyi və düzgünlüyünü kəşf etmək... Maddənin çəkisi var... Maddə... Ağırlıq... Maddə... Ağırlıq...

O, nə etsə də, dayanmadan bu barədə düşünürdü. Və nə etmədi! Dmitri İvanoviçin hər şeyə kifayət qədər vaxtı var idi. Deyəsən, nəhayət, o, Rusiyanın ən yaxşı kimya idarəsini, dövlət mənzilini, rahat yaşamaq imkanı əldə etdi, əlavə pul üçün qaçmadan - ona görə də əsas şeyə diqqət yetirin, qalan hər şey bir tərəfdədir... Mən 400 desyatinlik torpaq sahəsi aldım və bir il sonra kimyadan istifadə edərək yerin tükənməsinin qarşısını almaq imkanlarını öyrənən təcrübəli Paulu girov qoydum. Rusiyada ilklərdən biri.

İl yarım bir anda keçdi və ümumi kimyada hələ də real sistem yox idi. Bu, Mendeleyevin öz kursunu tamamilə təsadüfi öyrətməsi demək deyil. O, hamıya tanış olandan başladı - su ilə, hava ilə, kömürlə, duzlarla. Onların tərkibində olan elementlərdən. Maddələrin bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi əsas qanunlardan.

Sonra xlorun kimyəvi qohumları - flüor, brom, yod haqqında danışdı. Bu, son mühazirə idi, onun stenoqramını hələ də başladığı yeni kitabın ikinci nömrəsinin çap olunduğu mətbəəyə göndərə bilmişdi.

Cib formatında ilk sayı 1869-cu ilin yanvarında çap olundu. Başlıq səhifəsində deyilir: “Kimyanın əsasları D. Mendeleyev” . Ön söz yoxdur. Birinci, artıq çap olunmuş, mətbəədə olan ikinci, Dmitri İvanoviçin planına görə, kursun birinci hissəsini və daha iki məsələni - ikinci hissəni təşkil etməli idi.

Yanvarda və fevralın birinci yarısında Mendeleyev natrium və digər qələvi metallar haqqında mühazirələr oxudu, ikinci hissənin müvafiq fəslini yazdı. "Kimyanın əsasları" - və ilişib qaldı.

1826-cı ildə Yens Yakob Berzelius 2000 maddənin tədqiqatını tamamladı və bunun əsasında üç onlarla kimyəvi elementin atom çəkisini təyin etdi. Onlardan beşi üçün atom çəkisi səhv müəyyən edilib - natrium, kalium, gümüş, bor və silisium üçün. Berzelius iki yanlış fərziyyə tətbiq etdiyi üçün səhv etdi: bir oksid molekulunda yalnız bir metal atomu ola bilər və bərabər həcmdə qazlarda bərabər sayda atom var. Əslində, bir oksid molekulunda iki və ya daha çox metal atomu ola bilər və Avogadro qanununa görə bərabər həcmdə qazlar bərabər sayda atomları deyil, molekulları ehtiva edir.

1858-ci ilə qədər, italyan Stanislao Cannizzaro, həmyerlisi Avogadro qanununu bərpa edərək, bir neçə elementin atom çəkilərini düzəldəndə, atom çəkiləri məsələsində qarışıqlıq hökm sürürdü.

Yalnız 1860-cı ildə Karlsruedə kimyəvi konqresdə qızğın mübahisələrdən sonra çaşqınlıq aradan qaldırıldı, nəhayət Avoqadro qanunu öz hüquqlarını bərpa etdi və hər hansı kimyəvi elementin atom çəkisini təyin etmək üçün sarsılmaz əsaslar nəhayət aydınlaşdırıldı.

Xoşbəxt bir təsadüf nəticəsində Mendeleyev 1860-cı ildə xaricə ezamiyyətdə idi, bu konqresdə iştirak etdi və atom çəkisinin indi dəqiq və etibarlı ədədi ifadəyə çevrildiyi barədə aydın və aydın bir fikir aldı. Rusiyaya qayıdan Mendeleyev elementlərin siyahısını öyrənməyə başladı və atom çəkilərinin artan ardıcıllığı ilə düzülmüş elementlərin valentliyinin dəyişməsinin dövriliyinə diqqət çəkdi: valentlik H – 1, Li – 1, olun – 2, B – 3, C – 4, Mg – 2, N – 2, S – 2, F – 1, Na – 1, Al – 3, Si - 4 və s. Valentliyin artması və azalmasına əsaslanaraq Mendeleyev elementləri dövrlərə ayırmışdır; Birinci dövrə yalnız bir hidrogen, ardınca hər biri 7 elementdən ibarət iki dövr, daha sonra isə 7-dən çox elementdən ibarət dövrlər daxil idi. D, I, Mendeleev bu məlumatlardan Meyer və Şankurtua kimi təkcə qrafiki qurmaq üçün deyil, həm də Nyulend cədvəlinə bənzər bir cədvəl qurmaq üçün istifadə etdi. Elementlərin belə dövri cədvəli qrafikdən daha aydın və vizualdır və əlavə olaraq, D, I, Mendeleyev dövrlərin bərabərliyinə təkid edən Newlands səhvindən qaçmağı bacardı.

« Dövri qanunla bağlı fikrimin həlledici məqamını 1860-cı il hesab edirəm - iştirak etdiyim Karlsruedə kimyaçılar konqresi... Artan atom çəkisi olan elementlərin xassələrində dövriliyin mümkünlüyü ideyası , mahiyyət etibarı ilə artıq mənə daxilən təqdim olunub”. , - qeyd etdi D.I. Mendeleyev.

1865-ci ildə Klin yaxınlığındakı Boblovo malikanəsini aldı və o vaxt maraqlandığı kənd təsərrüfatı kimyasını öyrənmək və hər yay ailəsi ilə birlikdə orada istirahət etmək imkanı qazandı.

D.I.Mendeleyev sisteminin "ad günü" adətən cədvəlin ilk versiyasının tərtib edildiyi 18 fevral 1869-cu il hesab olunur.

düyü. 5. D.İ.Mendeleyevin dövri qanunun kəşf edildiyi ildəki şəkli.

63 kimyəvi element məlum idi. Bu elementlərin bütün xassələri kifayət qədər yaxşı öyrənilməmişdir, hətta bəzilərinin atom çəkiləri də səhv və ya qeyri-dəqiq müəyyən edilmişdir. Çoxdur, yoxsa azdır - 63 element? İndi 109 element bildiyimizi xatırlasaq, təbii ki, bu kifayət deyil. Ancaq onların xassələrindəki dəyişikliklərin nümunəsini görmək kifayətdir. Məlum olan 30 və ya 40 kimyəvi elementlə, çətin ki, bir şey kəşf olunsun. Müəyyən minimum açıq elementlərə ehtiyac var idi. Məhz buna görə də Mendeleyevin kəşfini vaxtında aşkar etmək olar.

Mendeleyevə qədər elm adamları da bütün məlum elementləri müəyyən bir sıraya tabe etdirməyə, təsnif etməyə və bir sistemdə birləşdirməyə çalışırdılar. Onların cəhdlərinin faydasız olduğunu söyləmək mümkün deyil: onlarda bəzi həqiqət dənələri var idi. Onların hamısı oxşar kimyəvi xassələrə malik elementləri qruplara birləşdirməklə məhdudlaşdılar, lakin bu "təbii" qruplar arasında daxili əlaqə tapmadılar.

1849-cu ildə görkəmli rus kimyaçısı G. İ. Hess elementlərin təsnifatı ilə maraqlandı. “Saf Kimyanın Əsasları” dərsliyində o, oxşar kimyəvi xassələrə malik dörd qeyri-metal element qrupunu təsvir etmişdir:

Mən Te C N

Br Se B P

Cl S Si As

F O

Hess yazırdı: "Bu təsnifat hələ də təbii olmaqdan çox uzaqdır, lakin yenə də çox oxşar elementləri və qrupları birləşdirir və məlumatlarımızın genişlənməsi ilə onu təkmilləşdirmək olar."

Atom çəkilərinə əsaslanan kimyəvi elementlər sistemini qurmaq üçün uğursuz cəhdlər hələ Karlsruedəki konqresdən əvvəl, həm də ingilislər tərəfindən edildi: 1853-cü ildə Qladston, 1857-ci ildə Odlinq.

Təsnifat cəhdlərindən biri 1862-ci ildə fransız Alexandre Emile Beguys de Chancourtois tərəfindən edilmişdir. . O, elementlər sistemini silindrin səthində spiral xətt şəklində təsvir etmişdir. Hər növbədə 16 element var. Oxşar elementlər silindrin generatrixində bir-birinin altında yerləşirdi. Mesajını dərc edərkən alim onu ​​qurduğu qrafiklə müşayiət etmədi və alimlərdən heç biri de Şankurtuanın işinə əhəmiyyət vermədi.

düyü. 6. De Chancourtois tərəfindən "Tellurium vinti".

Alman kimyaçısı Julius Lothar Meyer daha uğurlu idi. 1864-cü ildə o, bütün məlum kimyəvi elementlərin valentliyinə görə altı qrupa bölündüyü bir cədvəl təklif etdi. Görünüşdə Meyer cədvəli gələcək dövri cədvələ bir az bənzəyirdi. O, elementin çəki kəmiyyətlərinin tutduğu həcmləri onların atom çəkilərinə ədədi olaraq bərabər hesab edirdi. Məlum oldu ki, hər hansı bir elementin hər belə çəki kəmiyyətində eyni sayda atom var. Bu o demək idi ki, bu elementlərin müxtəlif atomlarının hesab edilən həcmlərinin nisbəti. Buna görə də elementin bu xüsusiyyəti deyilir atom həcmi.

Qrafik olaraq, elementlərin atom həcmlərinin onların atom çəkilərindən asılılığı qələvi metallara (natrium, kalium, sezium) uyğun gələn nöqtələrdə kəskin zirvələrdə yüksələn bir sıra dalğalar kimi ifadə edilir. Hər bir enmə və zirvəyə qalxma elementlər cədvəlindəki dövrə uyğundur. Hər dövrdə bəzi fiziki xüsusiyyətlərin dəyərləri, atom həcmindən əlavə, təbii olaraq əvvəlcə azalır, sonra isə artır.

düyü. 7. Uyğun olaraq atom həcmlərinin elementlərin atom kütlələrindən asılılığı

L. Meyer.

Ən aşağı atom çəkisi olan element olan hidrogen elementlər siyahısında birinci olub. O dövrdə 101-ci dövrə bir elementin daxil olduğu ümumi qəbul edilmişdi. Meyer cədvəlinin 2-ci və 3-cü dövrlərinin hər biri yeddi elementdən ibarət idi. Bu dövrlər Newlands oktavalarını təkrarlayırdı. Lakin sonrakı iki dövrdə elementlərin sayı yeddini keçib. Beləliklə, Meyer Nyulandın harada səhv etdiyini göstərdi. Oktava qanununa bütün elementlərin siyahısı üçün ciddi şəkildə riayət etmək mümkün deyildi, sonuncu dövrlər birincidən daha uzun olmalı idi.

1860-cı ildən sonra bu cür ilk cəhdi başqa bir ingilis kimyaçısı Con Alexander Reina Newlands etdi. Bir-birinin ardınca öz fikrini reallaşdırmağa çalışdığı cədvəllər tərtib etdi. Son cədvəl 1865-ci ilə aiddir. Alim hesab edirdi ki, dünyada hər şey ümumi harmoniyaya tabedir. Kimyada da, musiqidə də eyni olmalıdır. Artan qaydada qurulan elementlərin atom çəkiləri oktavalara - səkkiz şaquli sıraya, hər birində yeddi elementə bölünür. Həqiqətən, əlaqəli kimyəvi xassələri olan bir çox element bir üfüqi xəttdə sona çatdı: birincidə - halogenlər, ikincidə - qələvi metallar və s. Ancaq təəssüf ki, sıraya kifayət qədər yad adamlar girdi və bu, bütün mənzərəni korladı. Məsələn, halogenlər arasında nikelli kobalt və üç platinoid var idi. Qələvi torpaq mineralları arasında vanadium və qurğuşun var. Karbon ailəsinə volfram və civə daxildir. Əlaqədar elementləri birtəhər birləşdirmək üçün Newlands səkkiz halda elementlərin atom çəkiləri qaydasında düzülməsini pozmalı oldu. Bundan əlavə, yeddi elementdən ibarət səkkiz qrup yaratmaq üçün 56 element lazımdır, lakin 62-si məlum idi və bəzi yerlərdə bir elementi bir anda iki ilə əvəz etdi. Nəticə tam özbaşınalıq oldu. Newlands xəbər verdiyi zaman "Oktava qanunu" London Kimya Cəmiyyətinin iclasında iştirak edənlərdən biri istehza ilə qeyd etdi: möhtərəm natiq elementləri sadəcə əlifba sırası ilə düzməyə və bir növ nümunə kəşf etməyə çalışmadımı?

Bütün bu təsnifatlarda əsas şey yox idi: onlar elementlərin xassələrində baş verən dəyişikliklərin ümumi, fundamental qanunauyğunluğunu əks etdirmirdi. Onlar öz aləmlərində ancaq nizam-intizam görünüşünü yaratdılar.

Kimyəvi elementlər aləmində böyük nümunənin xüsusi təzahürlərini görən Mendeleyevin sələfləri müxtəlif səbəblərdən böyük ümumiləşdirməyə qalxa və dünyada fundamental qanunun mövcudluğunu dərk edə bilmədilər. Mendeleyev öz sələflərinin kimyəvi elementləri artan atom kütlələri ilə düzmək cəhdləri və bu halda baş verən hadisələr haqqında çox şey bilmirdi. Məsələn, onun Şankurtua, Nyulend və Meyerin işi haqqında demək olar ki, heç bir məlumatı yox idi.

Newlands-dan fərqli olaraq, Mendeleyev kimyəvi xüsusiyyətlər, kimyəvi fərdilik kimi atom çəkilərini deyil, əsas şeyi hesab edirdi. O, davamlı olaraq bu barədə düşünürdü. Maddə... Çəki... Maddə... Çəki... Heç bir həll yolu gəlmədi.

Və sonra Dmitri İvanoviç özünü çox çətin vaxtda tapdı. Və çox pis oldu: o qədər də "indi və ya heç vaxt" deyil, ya bu gün, ya da məsələ bir neçə həftəyə yenidən təxirə salındı.

O, çoxdan Azad İqtisadiyyat Cəmiyyətinə söz vermişdi ki, fevralda Tver quberniyasına gedəcək, oradakı pendir fabriklərinə baxacaq və bu məsələni müasir formada qoymaq barədə fikirlərini təqdim edəcək. Artıq səfər üçün universitet rəhbərliyindən icazə istənilib. Və "məzuniyyət şəhadətnaməsi" - o vaxtkı səyahət sertifikatı - artıq düzəldilmişdi. Azad İqtisadiyyat Cəmiyyətinin katibi Xodnevdən sonuncu ayrılıq notası alınıb. Və təyin olunmuş səfərə yola düşməkdən başqa heç bir iş qalmamışdı. Onun Tverə getməli olduğu qatar fevralın 17-də axşam saatlarında “Moskovski” stansiyasından yola düşüb.

“Səhər hələ yataqda ikən mütləq bir stəkan ilıq süd içdi... Qalxıb yuyunduqdan sonra dərhal kabinetinə getdi və orada bir, iki, bəzən üç böyük, kubok formalı stəkan içdi. güclü, çox şirin olmayan çay”. (qardaşı qızı N.Ya.Kapustina-Qubkinanın xatirələrindən).

Xodnevin 17 fevral tarixli qeydinin arxasında saxlanılan fincanın izi onu göstərir ki, o, səhər tezdən, səhər yeməyindən əvvəl, yəqin ki, bir elçi tərəfindən gətirilib. Və bu, öz növbəsində, elementlər sistemi haqqında düşüncənin Dmitri İvanoviçi nə gecə, nə də gündüz tərk etmədiyini göstərir: fincanın izinin yanında yarpaq böyük elmi kəşfə səbəb olan görünməz düşüncə prosesinin görünən izlərini saxlayır. . Elm tarixində bu, tək olmasa da, nadir haldır.

Maddi sübutlara əsasən, belə olub. Fincanını bitirib ilk rast gəldiyi yerə - Xodnevin məktubunun üzərinə qoyub dərhal qələmi götürdü və qarşısına çıxan ilk kağız parçasına, Xodnevdən gələn həmin məktubun üzərinə çaşıb gələn fikri yazdı. onun başı. Kağız vərəqində bir-birinin altında xlor və kalium rəmzləri peyda oldu... Sonra natrium və bor, sonra litium, barium, hidrogen... Qələm fikirləşdiyi kimi dolaşdı. Nəhayət, o, adi bir səkkizlik boş kağız götürdü - bu kağız parçası da qorunub saxlanmışdır - və onun üzərində bir-birinin altında, azalan qaydada simvollar sıralarını və atom çəkilərini çəkdi: yuxarıda qələvi torpaqlar, aşağıda bunlar halogenlər, aşağıda oksigen qrupu, ondan aşağıda azot qrupu, aşağıda karbon qrupu və s. Qonşu sıraların elementlərinin atom çəkilərindəki fərqlərin nə qədər yaxın olduğu gözə aydın idi. Mendeleyev o zaman bilə bilməzdi ki, "qeyri-müəyyən zona" arasında aydındır qeyri-metallar Və metallar elementləri ehtiva edir - nəcib qazlar, kəşfi sonradan Dövri Cədvəli əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirəcək.

O, tələsirdi, ona görə də hərdən səhvlərə, səhvlərə yol verirdi. Kükürdün atom çəkisi 32 deyil, 36 idi. Onlardan 65 (sinkin atom çəkisi) 39 (kaliumun atom çəkisi) çıxdıqda, o, 27 aldı. Amma vacib olan kiçik şeylər deyil! Onu yüksək intuisiya dalğası aparırdı.

O, intuisiyaya inanırdı. Mən həyatımdakı müxtəlif vəziyyətlərdə kifayət qədər şüurlu şəkildə istifadə etdim. Mendeleyevin həyat yoldaşı Anna İvanovna yazırdı: " Əgər o

Hansısa çətin, mühüm həyat məsələsini həll etmək lazım idi, yüngül yerişi ilə cəld içəri girdi, nə olduğunu dedi və ilk təəssürat əsasında fikrimi söyləməyimi istədi. "Sadəcə düşünmə, sadəcə düşünmə" dedi. Mən danışdım və qərar belə oldu”.

Bununla belə, heç nə alınmadı. Cızılmış vərəq yenidən rebusa çevrildi. Və vaxt keçdi, axşam stansiyaya getməli olduq. O, artıq əsas şeyi hiss edib və hiss edib. Amma bu hiss, şübhəsiz ki, aydın məntiqi formada verilməli idi. Təsəvvür edə bilərsiniz ki, o, ümidsizlik və ya qəzəblə ofisin ətrafında qaçıb, içindəki hər şeyə baxaraq, sistemi tez bir zamanda birləşdirmək üçün bir yol axtarır. Nəhayət, o, bir yığın kart götürdü, sağ səhifədə "Əsaslarını" açdı - burada sadə bədənlərin siyahısı var - və görünməmiş bir kart göyərtəsi yaratmağa başladı. Kimyəvi kartlardan bir göyərtə hazırladıqdan sonra görünməmiş bir solitaire oyunu oynamağa başladı. Solitaire aydın bir problem idi! İlk altı sıra heç bir qalmaqal olmadan düzülüb. Lakin sonra hər şey dağılmağa başladı.

Dmitri İvanoviç dönə-dönə qələmi götürdü və cəld yazısı ilə vərəqdə rəqəmlərdən ibarət sütunları cızırdı. Və yenə də çaşqın halda bu işdən əl çəkdi və siqaretini üzərinə o qədər yuvarlayıb üfürməyə başladı ki, başı tamamilə buludlandı. Nəhayət, gözləri dolmağa başladı, özünü divana atıb, yuxuya getdi. Bu onun üçün qeyri-adi deyildi. Bu dəfə uzun müddət yatmadı - bəlkə bir neçə saat, bəlkə də bir neçə dəqiqə. Bu barədə dəqiq məlumat yoxdur. Yuxuda solitaire oyununu stolun üstündə qoyduğu formada deyil, başqa, daha ahəngdar və məntiqli gördüyündən ayıldı. Və o, dərhal ayağa qalxdı və bir kağız parçasına yeni bir masa çəkməyə başladı.

Onun əvvəlki versiyadan ilk fərqi ondan ibarət idi ki, indi elementlər azalma sırasına görə deyil, atom çəkilərinin artmasına görə düzülürdü. İkincisi, cədvəlin içərisindəki boş yerlərin sual işarələri və atom çəkiləri ilə doldurulmasıdır.

düyü. 8. D.İ.Mendeleyevin dövri qanunun kəşfi zamanı tərtib etdiyi kobud eskiz (“kimyəvi solitaire” oyunu zamanı). 17 fevral (1 mart), 1869-cu il.

Uzun müddətdir ki, Dmitri İvanoviçin süfrəsini yuxuda gördüyü hekayəsi lətifə kimi qəbul edilirdi. Yuxuda rasional bir şey tapmaq xurafat sayılırdı. İndiki vaxtda elm şüurla şüuraltında baş verən proseslər arasında kor səd qoymur. Və o, şüurlu mülahizə prosesində ortaya çıxmayan bir mənzərənin şüursuz bir proses nəticəsində bitmiş formada meydana çıxmasında fövqəltəbii bir şey görmür.

Müxtəlif xassələrə malik olan bütün elementlərin tabe olduğu obyektiv qanunun mövcudluğuna əmin olan Mendeleyev kökündən fərqli bir yol tutdu.

O, kortəbii materialist olmaqla, elementlərin xarakterik xüsusiyyəti kimi, onların xassələrinin bütün müxtəlifliyini əks etdirən maddi bir şey axtarırdı.Elementlərin atom çəkisini belə bir xüsusiyyət kimi götürən Mendeleyev, o dövrdə məlum olan qrupları atom çəkisinə görə müqayisə etdi. onların üzvləri.

Halogenlər qrupunu (F = 19, Cl = 35,5, Br = 80, J = 127) qələvi metallar qrupuna yazmaqla (Li = 7, Na = 23, K = 39, Rb = 85, Cs = 133) və onu onların altında oxşar elementlərin digər qruplarını (atom çəkilərinin artan ardıcıllığı ilə) yerləşdirərək, Mendeleyev müəyyən etdi ki, bu təbii qrupların üzvləri ümumi müntəzəm elementlər seriyasını təşkil edir; Üstəlik, belə bir sıra təşkil edən elementlərin kimyəvi xassələri vaxtaşırı təkrarlanır. O dövrdə məlum olan 63 elementin hamısını atom çəkilərinin dəyərinə görə cəmiyə yerləşdirərək "Dövri Cədvəl" Mendeleyev kəşf etdi ki, əvvəllər yaradılmış təbii qruplar əvvəlki süni parçalanmalarını itirərək üzvi şəkildə bu sistemə daxil olurlar. Sonralar Mendeleyev kəşf etdiyi dövri qanunu belə ifadə etdi: “ Sadə cisimlərin xassələri, eləcə də elementlərin birləşmələrinin formaları və xassələri vaxtaşırı elementlərin atom çəkilərinin dəyərlərindən asılıdır.

Mendeleyev dövri qanunu ifadə edən kimyəvi elementlər cədvəlinin ilk variantını ayrıca vərəq şəklində nəşr etdi. "Atom çəkisi və kimyəvi oxşarlığına əsaslanan elementlər sistemi üzərində təcrübə" və bu vərəqəni 1869-cu ilin martında göndərdi. bir çox rus və xarici kimyaçılara.

düyü. 9. “Çəkisi və kimyəvi oxşarlığına əsaslanan elementlər sisteminin təcrübəsi”.

Birinci cədvəl hələ də çox qüsurludur, dövri cədvəlin müasir formasından uzaqdır. Lakin bu cədvəl Mendeleyevin kəşf etdiyi nümunənin ilk qrafik təsviri oldu: “Atom çəkilərinə görə düzülmüş elementlər xassələrin aydın dövriliyini ifadə edir” (“Elementlərin atom çəkisi ilə xassələrin əlaqəsi” Mendeleyev). Bu məqalə alimin “Sistem Təcrübəsi...” üzərində işləyərkən söylədiyi fikirlərin nəticəsi idi. Mendeleyevin elementlərin xassələri ilə onların atom çəkiləri arasında kəşf etdiyi əlaqəyə dair məruzə 1869-cu il martın 6-da (18) Rusiya Kimya Cəmiyyətinin iclasında verilmişdir. Mendeleyev bu görüşdə deyildi. Yox olan müəllifin əvəzinə onun məruzəsini kimyaçı N. A. Menşutkin oxudu. Rusiya Kimya Cəmiyyətinin protokolunda martın 6-da keçirilən görüşlə bağlı quru bir qeyd var: “N. Menşutkin D.Mendeleyevin adından “atom çəkisi və kimyəvi oxşarlığına əsaslanan elementlər sisteminin təcrübəsi” haqqında məlumat verir. D.Mendeleyev iştirak etmədiyi üçün bu məsələnin müzakirəsi növbəti iclasa qədər təxirə salındı”. N. Menşutkinin çıxışı Rusiya Kimya Cəmiyyətinin Jurnalında (“Elementlərin atom çəkisi ilə xassələrin əlaqəsi”) dərc edilmişdir. 1871-ci ilin yayında Mendeleyev öz əsərində dövri qanunun qurulması ilə bağlı çoxsaylı araşdırmalarını yekunlaşdırdı. "Kimyəvi elementlər üçün dövri etibarlılıq" . Mendeleyevin sağlığında rus dilində 8, xarici dillərdə isə bir neçə nəşrdən keçən “Kimyanın əsasları” adlı klassik əsərində Mendeleyev ilk dəfə qeyri-üzvi kimyanı dövri qanun əsasında təqdim etmişdir.

Dövri elementlər sistemini qurarkən Mendeleyev böyük çətinliklərin öhdəsindən gəldi, çünki bir çox element hələ kəşf edilməmişdi və o vaxta qədər məlum olan 63 elementdən doqquzunda atom çəkisi səhv müəyyən edilmişdir. Cədvəl yaradarkən, Mendeleyev berilyumu kimyaçıların adətən etdiyi kimi alüminiumla eyni qrupa deyil, maqneziumla eyni qrupa yerləşdirərək, berilyumun atom çəkisini düzəltdi. 1870-71-ci illərdə Mendeleyev indium, uran, torium, serium və digər elementlərin atom çəkilərinin qiymətlərini, xüsusiyyətlərini və dövri cədvəldəki yerini rəhbər tutaraq dəyişdirdi. Dövri qanuna əsaslanaraq telluru yodun qarşısına, kobaltı nikelin qarşısına qoydu ki, tellur valentliyi 2 olan elementlərlə eyni sütunda, yod isə valentliyi 1 olan elementlərlə eyni sütunda olsun. , baxmayaraq ki, bu elementlərin atom çəkiləri əks yer tələb edirdi.

Mendeleyev, onun fikrincə, dövri qanunun kəşfinə töhfə verən üç hal gördü:

Birincisi, əksər kimyəvi elementlərin atom çəkiləri az-çox dəqiq müəyyən edilmişdir;

İkincisi, oxşar kimyəvi xassələrə malik olan element qrupları (təbii qruplar) haqqında aydın bir konsepsiya meydana çıxdı;

Üçüncüsü, 1869-cu ilə qədər bir çox nadir elementlərin kimyası öyrənilmişdi, bu barədə məlumat olmadan hər hansı bir ümumiləşdirməyə gəlmək çətin olardı.

Nəhayət, qanunun kəşfi istiqamətində həlledici addım Mendeleyevin bütün elementləri atom çəkilərinə görə müqayisə etməsi oldu. Mendeleyevin sələfləri bir-birinə bənzər elementləri müqayisə edirdilər. Yəni təbii qrupların elementləri. Bu qrupların əlaqəsi olmadığı ortaya çıxdı. Mendeleyev onları öz cədvəlinin strukturunda məntiqlə birləşdirdi.

Bununla belə, kimyaçıların atom çəkilərini düzəltmək üçün apardıqları böyük və diqqətli işdən sonra da, Dövri Cədvəlin dörd yerində elementlər atom çəkilərinin artırılmasında ciddi düzülmə qaydasını "pozurlar". Bunlar cüt elementlərdir:

18 Ar(39.948) – 19 K (39.098); 27 Co(58,933) – 28 Ni(58,69);

52 Te(127.60) – 53 I(126.904) 90 Th(232.038) – 91 Pa(231.0359).

D.İ.Mendeleyevin dövründə belə kənarlaşmalar Dövri Cədvəlin çatışmazlıqları hesab olunurdu. Atom quruluşu nəzəriyyəsi hər şeyi öz yerinə qoyur: elementlər tamamilə düzgün yerləşdirilir - nüvələrinin yüklərinə uyğun olaraq. Arqonun atom çəkisinin kaliumun atom çəkisindən böyük olduğunu necə izah edə bilərik?

Hər hansı bir elementin atom çəkisi təbiətdəki bolluğunu nəzərə alaraq onun bütün izotoplarının orta atom çəkisinə bərabərdir. Təsadüfən, arqonun atom çəkisi "ən ağır" izotopla müəyyən edilir (təbiətdə daha çox miqdarda olur). Kaliumda, əksinə, onun "yüngül" izotopu (yəni daha az kütlə sayı olan izotop) üstünlük təşkil edir.

Mendeleyev dövri qanunun kəşfini ifadə edən yaradıcılıq prosesinin gedişatını səciyyələndirmişdir: “... istər-istəməz belə bir fikir yarandı ki, kütlə ilə kimyəvi xassələr arasında əlaqə olmalıdır. Və maddənin kütləsi mütləq olmasa da, ancaq nisbi olduğundan, elementlərin fərdi xassələri ilə onların atom çəkiləri arasında funksional uyğunluq axtarmaq lazımdır. Baxıb cəhd etməkdən başqa heç nə, hətta göbələk və ya bir növ asılılıq axtara bilməzsiniz. Beləliklə, ayrı-ayrı kartlara atom çəkiləri və əsas xassələri, oxşar elementləri və oxşar atom çəkiləri olan elementləri yazmağa başladım ki, bu da tez bir zamanda elementlərin xassələrinin vaxtaşırı atom çəkilərindən asılı olduğu qənaətinə gəldi və bir çox qeyri-müəyyənliklərə şübhə etdi. , Qəzanı qəbul etmək mümkün olmadığından, çıxarılan nəticənin ümumiliyinə bir dəqiqə belə şübhə etmədim”.

Dövri Qanunun əsas əhəmiyyəti və yeniliyi aşağıdakılardan ibarət idi:

1. Xassələrinə görə bir-birinə bənzəməyən elementlər arasında əlaqə quruldu. Bu əlaqə ondan ibarətdir ki, elementlərin xassələri onların atom çəkisi artdıqca rəvan və təxminən bərabər şəkildə dəyişir və sonra bu dəyişikliklər DÖVRİ TƏKRAR EDİR.

2. Elementlərin xassələrindəki dəyişikliklərin ardıcıllığında hansısa əlaqənin çatışmadığı göründüyü hallarda, Dövri Cədvəldə hələ kəşf edilməmiş elementlərlə doldurulmalı olan GAPS verilmişdir.

düyü. 10. D. İ. Mendeleyevin dövri sisteminin ilk beş dövrü. Nəcib qazlar hələ kəşf edilməmişdir, ona görə də onlar cədvəldə göstərilmir. Cədvəlin yaradılması zamanı daha 4 naməlum element sual işarəsi ilə qeyd olunur. Onlardan üçünün xassələrini D.İ.Mendeleyev yüksək dəqiqliklə proqnozlaşdırmışdı (D.İ.Mendeleyev dövrünün dövri cədvəlinin bizə daha tanış olan formada olan hissəsi).

D.İ.Mendeleyevin hələ naməlum elementlərin xassələrini proqnozlaşdırmaq üçün istifadə etdiyi prinsip Şəkil 11-də təsvir edilmişdir.

Dövrilik qanununa əsaslanaraq və kəmiyyət dəyişikliklərinin keyfiyyət dəyişikliklərinə keçməsi haqqında dialektika qanununu praktiki olaraq tətbiq edən Mendeleyev 1869-cu ildə hələ kəşf edilməmiş dörd elementin mövcudluğunu qeyd etdi. Kimya tarixində ilk dəfə olaraq yeni elementlərin mövcudluğu proqnozlaşdırıldı və onların atom çəkiləri hətta təqribən təyin olundu. 1870-ci ilin sonunda Mendeleyev öz sisteminə əsaslanaraq hələ də kəşf edilməmiş III qrup elementin xassələrini təsvir edərək onu “eka-alüminium” adlandırdı. Alim həmçinin yeni elementin spektral analizdən istifadə etməklə kəşf ediləcəyini də təklif edib. Həqiqətən, 1875-ci ildə fransız kimyaçısı P.E.Lecoq de Boisbaudran, sink qarışığını spektroskopla araşdıraraq, tərkibində Mendeleyev eka-alüminiumunu kəşf etdi. Elementin gözlənilən xassələrinin eksperimental olaraq müəyyən edilmiş xüsusiyyətləri ilə dəqiq üst-üstə düşməsi ilk zəfər və dövri qanunun proqnozlaşdırıcı gücünün parlaq təsdiqi idi. Mendeleyevin proqnozlaşdırdığı “eka-alüminium”un xassələrinin və Boisbodranın kəşf etdiyi qalliumun xüsusiyyətlərinin təsviri Cədvəl 1-də verilmişdir.

D.I.Mendeleyev tərəfindən proqnozlaşdırılır

Lecoq de Boisbaudran tərəfindən quraşdırılmışdır (1875)

Ekaalüminium Ea Atom çəkisi təxminən 68 Sadə bədən, aşağı əriyən olmalıdır Sıxlıq 5,9-a yaxındır Atom həcmi 11.5 Havada oksidləşməməlidir Suyu qırmızı-isti istilikdə parçalamalıdır Birləşmələrin düsturları: EaCl3, Ea2O3, Ea2(SO4)3 Alum Ea2(SO4)3 * M2SO4 * 24H2O əmələ gətirməlidir, lakin alüminiumdan daha çətindir Ea2O3 oksidi asanlıqla azaldılmalı və alüminiumdan daha uçucu bir metal əmələ gətirməlidir və buna görə də EaCl3 - uçucunun spektral analizi ilə aşkar ediləcəyini gözləmək olar.

Atom çəkisi təxminən 69.72 Təmiz qalliumun ərimə nöqtəsi 30 dərəcədir Bərk qalliumun sıxlığı 5,904, maye qalliumun sıxlığı isə 6,095-dir. Atom həcmi 11.7 Yalnız qırmızı istilik temperaturunda bir qədər oksidləşir Yüksək temperaturda suyu parçalayır Mürəkkəb düsturlar: GaСl3, Ga2О3, Ga2(SO4)3 Alum əmələ gətirir NH4Ga(SO4)2 * 12H2O Qallium hidrogen axınında kalsinasiya yolu ilə oksidindən azaldılır; spektral analizin köməyi ilə aşkar edilmişdir GaCl3-ün qaynama nöqtəsi 215-220 ° C

1879-cu ildə İsveç kimyaçısı L.Nilson Mendeleyevin təsvir etdiyi ekaborona tam uyğun gələn skandium elementini tapdı; 1886-cı ildə alman kimyaçısı K.Vinkler ekasilikona uyğun gələn germanium elementini kəşf etdi; 1898-ci ildə fransız kimyaçıları Pierre Curie və Marie Skłodowska Curie polonium və radium kəşf etdilər. Mendeleyev Winkler, Lecoq de Boisbaudran və Nilsson-u “dövri qanunun gücləndiriciləri” hesab edirdi.

Mendeleyevin proqnozları da özünü doğrultdu: trimarqan - müasir renium, dizium - fransium və s.

Bundan sonra bütün dünya alimlərinə aydın oldu ki, D.İ.Mendeleyevin dövri sistemi təkcə elementləri sistemləşdirmir, həm də təbiətin əsas qanununun - Dövri Qanunun qrafik ifadəsidir.

Bu qanun proqnozlaşdırıcı gücə malikdir. Bu, yeni, hələ kəşf edilməmiş elementlər üçün məqsədyönlü axtarış aparmağa imkan verdi. Əvvəllər kifayət qədər dəqiqliklə müəyyən edilməmiş bir çox elementin atom çəkiləri, onların səhv dəyərləri Dövri Qanunla ziddiyyət təşkil etdiyi üçün dəqiq yoxlanılmalı və dəqiqləşdirilməlidir.

Bir vaxtlar D.I.Mendeleyev məyusluqla qeyd edirdi: “...biz dövriliyin səbəblərini bilmirik”. O, bu sirri həll etmək üçün yaşamadı.

Atomların mürəkkəb quruluşunun lehinə mühüm arqumentlərdən biri D. İ. Mendeleyevin dövri qanununun kəşfi idi:

Sadə maddələrin xassələri, həmçinin birləşmələrin xassələri və formaları vaxtaşırı olaraq kimyəvi elementlərin atom kütlələrindən asılıdır.

Sistemdəki elementin seriya nömrəsinin onun atomunun nüvəsinin yükünə ədədi olaraq bərabər olduğu sübut edildikdə, dövri qanunun fiziki mahiyyəti aydın oldu.

Bəs niyə nüvə yükü artdıqca kimyəvi elementlərin xassələri vaxtaşırı dəyişir? Niyə elementlər sistemi başqa cür deyil, bu şəkildə qurulub və niyə onun dövrlərində ciddi şəkildə müəyyən edilmiş sayda element var? Bu ən vacib suallara cavab yox idi.

Məntiqi mülahizə təxmin edirdi ki, əgər atomlardan ibarət kimyəvi elementlər arasında əlaqə varsa, o zaman atomların ortaq cəhətləri var və buna görə də mürəkkəb quruluşa malik olmalıdırlar.

Atomun mürəkkəb quruluşunu, onun xarici elektron qabıqlarının quruluşunu və demək olar ki, bütün kütləsi olan müsbət yüklü nüvə ətrafında elektronların hərəkət qanunlarını başa düşmək mümkün olduqda, elementlərin dövri sisteminin sirri tamamilə həll olundu. atomu cəmləşmişdir.

Maddənin bütün kimyəvi və fiziki xüsusiyyətləri onun atomlarının quruluşu ilə müəyyən edilir. Mendeleyevin kəşf etdiyi dövri qanun universal təbiət qanunudur, çünki o, atom quruluşu qanununa əsaslanır.

Müasir atom doktrinasının banisi ingilis fiziki Rezerforddur ki, o, atomun demək olar ki, bütün kütləsinin və müsbət yüklü maddənin onun həcminin kiçik bir hissəsində cəmləşdiyini inandırıcı şəkildə göstərmişdir. O, atomun bu hissəsini adlandırdı əsas. Nüvənin müsbət yükü onun ətrafında fırlanan elektronlar tərəfindən kompensasiya edilir. Bu atom modelində elektronlar günəş sisteminin planetlərinə bənzəyir, buna görə də o, planetar adını almışdır. Sonradan Ruterford nüvə yüklərini hesablamaq üçün eksperimental məlumatlardan istifadə edə bildi. Onların D.I.Mendeleyev cədvəlindəki elementlərin seriya nömrələrinə bərabər olduğu ortaya çıxdı. Ruterford və onun tələbələrinin işindən sonra Mendeleyevin dövri qanunu daha aydın məna və bir qədər fərqli tərtibat aldı:

Sadə maddələrin xassələri, eləcə də elementlərin birləşmələrinin xassələri və formaları dövri olaraq elementlərin atomlarının nüvəsinin yükündən asılıdır.

Beləliklə, dövri cədvəldəki kimyəvi elementin seriya nömrəsi fiziki məna aldı.

1913-cü ildə G. Moseley Rezerfordun laboratoriyasında bir sıra kimyəvi elementlərin rentgen şüalanmasını tədqiq etdi. Bu məqsədlə o, müəyyən elementlərdən ibarət materiallardan rentgen borusunun anodunu düzəltdi. Məlum olub ki, xarakterik rentgen şüalanmasının dalğa uzunluqları katodu təşkil edən elementlərin seriya sayının artması ilə artır. G. Moseley dalğa uzunluğu və seriya nömrəsi Z ilə əlaqəli bir tənlik əldə etdi:

Bu riyazi ifadə indi Moselinin qanunu adlanır. O, rentgen şüalarının ölçülmüş dalğa uzunluğuna əsasən tədqiq olunan elementin seriya nömrəsini təyin etməyə imkan verir.

Ən sadə atom nüvəsi hidrogen atomunun nüvəsidir. Onun yükü elektronun yükünə bərabər və işarə baxımından əksdir və kütləsi bütün nüvələrin ən kiçikidir. Hidrogen atomunun nüvəsi elementar hissəcik kimi tanındı və 1920-ci ildə Ruterford ona adını verdi. proton . Protonun kütləsi təxminən bir atom kütlə vahididir.

Bununla belə, hidrogen istisna olmaqla, bütün atomların kütləsi ədədi olaraq atom nüvələrinin yüklərini üstələyir. Ruterford artıq fərz edirdi ki, nüvələrdə protonlardan başqa müəyyən kütləyə malik bəzi neytral hissəciklər olmalıdır. Bu hissəciklər 1932-ci ildə Bothe və Becker tərəfindən kəşf edilmişdir. Chadwick onların təbiətini qurdu və adlandırdı neytronlar . Neytron, kütləsi demək olar ki, protonun kütləsinə bərabər olan yüksüz hissəcikdir, yəni. Həmçinin 1 a. yemək.

1932-ci ildə sovet alimi D. D. İvanenko və alman fiziki Hayzenberq müstəqil olaraq nüvənin proton-neytron nəzəriyyəsini işləyib hazırladılar ki, bu nəzəriyyəyə əsasən atomların nüvələri proton və neytronlardan ibarətdir.

Bəzi elementlərin, məsələn, natriumun atomunun quruluşunu proton-neytron nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən nəzərdən keçirək. Dövri sistemdə natriumun atom nömrəsi 11, kütlə sayı 23. Atom nömrəsinə uyğun olaraq natrium atomunun nüvəsinin yükü + 11-dir. Buna görə də natrium atomunda 11 elektron var, onların yüklərinin cəmidir. nüvənin müsbət yükünə bərabərdir. Əgər natrium atomu bir elektron itirərsə, onda müsbət yük elektronların (10) mənfi yüklərinin cəmindən bir çox olacaq və natrium atomu 1+ yüklü iona çevriləcək. Atomun nüvəsinin yükü nüvədə yerləşən və kütləsi 11 a olan 11 protonun yüklərinin cəminə bərabərdir. e.m. Natriumun kütlə sayı 23 a olduğundan. e.m., onda 23 – 11= 12 fərqi natrium atomunda neytronların sayını təyin edir.

Protonlar və neytronlar deyilir nuklonlar . Natrium atomunun nüvəsi 23 nuklondan ibarətdir, onlardan 11-i proton və 12-si neytrondur. Nüvədəki nuklonların ümumi sayı element simvolunun yuxarı sol hissəsində, protonların sayı isə sol altda, məsələn, Na yazılır.

Müəyyən bir elementin bütün atomları eyni nüvə yükünə, yəni nüvədə eyni sayda protona malikdir. Elementlərin atomlarının nüvələrindəki neytronların sayı dəyişə bilər. Nüvələrində eyni sayda proton və fərqli sayda neytron olan atomlara deyilir. izotoplar .

Nüvələrində eyni sayda nuklon olan müxtəlif elementlərin atomlarına deyilir izobarlar .

Elm ilk növbədə atomun quruluşu ilə dövri sistemin quruluşu arasında həqiqi əlaqənin qurulmasına görə böyük Danimarka fiziki Niels Bora borcludur. O, elementlərin xassələrindəki dövri dəyişikliklərin əsl prinsiplərini ilk dəfə izah etdi. Bor Ruterfordun atom modelini həyata keçirməklə başladı.

Rezerfordun atomun planetar modeli açıq-aşkar həqiqəti əks etdirirdi ki, atomun əsas hissəsi həcmin əhəmiyyətsiz kiçik bir hissəsində - atom nüvəsində yerləşir və elektronlar atomun həcminin qalan hissəsində paylanır. Lakin atomun nüvəsi ətrafında orbitdə olan elektronun hərəkətinin xarakteri elektrodinamikada elektrik yüklərinin hərəkət nəzəriyyəsi ilə ziddiyyət təşkil edir.

Birincisi, elektrodinamika qanunlarına görə, nüvə ətrafında fırlanan elektron şüalanma nəticəsində enerji itkisi nəticəsində nüvənin üzərinə düşməlidir. İkincisi, nüvəyə yaxınlaşdıqda elektronun yaydığı dalğa uzunluqları davamlı olaraq dəyişərək davamlı spektr təşkil etməlidir. Bununla belə, atomlar yox olmur, yəni elektronlar nüvəyə düşmür və atomların emissiya spektri davamlı deyil.

Bir metal buxarlanma temperaturuna qədər qızdırılırsa, onun buxarı parlamağa başlayacaq və hər metalın buxarı öz rənginə malikdir. Prizma ilə parçalanan metal buxarının şüalanması ayrı-ayrı işıqlı xətlərdən ibarət spektri əmələ gətirir. Belə bir spektr xətti spektr adlanır. Spektrin hər bir xətti müəyyən bir elektromaqnit şüalanma tezliyi ilə xarakterizə olunur.

1905-ci ildə Eynşteyn fotoelektrik effekt hadisəsini izah edərək, işığın hər bir atom növü üçün çox xüsusi mənası olan fotonlar və ya enerji kvantları şəklində yayıldığını irəli sürdü.

1913-cü ildə Bor Ruterfordun atomun planetar modelinə kvant konsepsiyasını daxil etdi və atomların xətt spektrlərinin mənşəyini izah etdi. Onun hidrogen atomunun quruluşu nəzəriyyəsi iki postulata əsaslanır.

Birinci postulat:

Elektron, kvant nəzəriyyəsini təmin edən ciddi şəkildə müəyyən edilmiş stasionar orbitlərdə enerji buraxmadan nüvənin ətrafında fırlanır.

Bu orbitlərin hər birində elektron müəyyən enerjiyə malikdir. Orbit nüvədən nə qədər uzaq olarsa, onun üzərində yerləşən elektronun enerjisi bir o qədər çox olar.

Klassik mexanikada cismin mərkəz ətrafında hərəkəti bucaq momenti ilə müəyyən edilir m´v´r, burada m - hərəkət edən cismin kütləsi, v - cismin sürəti, r - dairənin radiusu. Kvant mexanikasına görə, bu obyektin enerjisi yalnız müəyyən qiymətlərə malik ola bilər. Bor hesab edirdi ki, hidrogen atomunda elektronun bucaq momenti yalnız fəaliyyət kvantlarının tam sayına bərabər ola bilər. Göründüyü kimi, bu əlaqə Borun təxminləri idi; sonralar fransız fiziki de Brogli tərəfindən riyazi olaraq əldə edilmişdir.

Beləliklə, Borun ilk postulatının riyazi ifadəsi bərabərlikdir:

(1)

(1) tənliyinə uyğun olaraq elektronun orbitinin minimum radiusu və deməli, elektronun minimum potensial enerjisi vəhdətə bərabər olan n dəyərinə uyğundur. Hidrogen atomunun n=1 qiymətinə uyğun gələn vəziyyətinə normal və ya əsas deyilir. Elektronu n = 2, 3, 4, ¼ qiymətlərinə uyğun gələn hər hansı digər orbitdə yerləşən hidrogen atomu həyəcanlı adlanır.

(1) tənliyinə elektron sürəti və orbital radius naməlumlar kimi daxildir. V və r-ni ehtiva edən başqa bir tənlik yaratsanız, hidrogen atomunda elektronun bu vacib xüsusiyyətlərinin dəyərlərini hesablaya bilərsiniz. Bu tənlik “hidrogen atomunun nüvəsi – elektron” sistemində təsir edən mərkəzdənqaçma və mərkəzdənqaçma qüvvələrinin bərabərliyi nəzərə alınmaqla alınır.

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi bərabərdir. Kulon qanununa görə elektronun nüvəyə cəlb edilməsini təyin edən mərkəzdənqaçma qüvvəsi . Hidrogen atomunda elektron və nüvənin yüklərinin bərabərliyini nəzərə alaraq yaza bilərik:

(2)

v və r üçün (1) və (2) tənliklər sistemini həll edərək tapırıq:

(3)

(3) və (4) tənlikləri n-in istənilən qiyməti üçün orbitlərin radiuslarını və elektron sürətlərini hesablamağa imkan verir. n=1 olduqda, hidrogen atomunun birinci orbitinin radiusu Bor radiusudur, 0,053 nm-ə bərabərdir. Bu orbitdə bir elektronun sürəti 2200 km/s-dir. (3) və (4) tənlikləri göstərir ki, hidrogen atomunun elektron orbitlərinin radiusları bir-biri ilə natural ədədlərin kvadratları kimi bağlıdır və elektronun sürəti n artdıqca azalır.

İkinci postulat:

Bir orbitdən digərinə keçərkən elektron bir kvant enerji udur və ya yayır.

Atom həyəcanlandıqda, yəni elektron nüvəyə yaxın orbitdən daha uzaq orbitə keçdikdə, bir kvant enerji udulur və əksinə, elektron uzaq orbitdən yaxın orbitə keçdikdə kvant enerjisi alınır. E 2 – E 1 = hv buraxılır. Orbitlərin radiuslarını və onların üzərindəki elektronun enerjisini tapdıqdan sonra Bor fotonların enerjisini və hidrogenin xətt spektrində eksperimental məlumatlara uyğun gələn müvafiq xətləri hesablamışdır.

Kvant orbitlərinin radiuslarının ölçüsünü, elektronların hərəkət sürətini və onların enerjisini təyin edən n ədədi adlanır. əsas kvant nömrəsi .

Sonradan Sommerfeld Bor nəzəriyyəsini təkmilləşdirdi. O, atomun təkcə dairəvi deyil, həm də elektronların elliptik orbitlərinə malik ola biləcəyini təklif etdi və bunun əsasında hidrogen spektrinin incə strukturunun mənşəyini izah etdi.

düyü. 12. Bor atomunda olan elektron təkcə dairəvi deyil, həm də elliptik orbitləri təsvir edir. Fərqli dəyərlər üçün nə kimi görünürlər l saat P =2, 3, 4.

Bununla belə, atomun quruluşu haqqında Bor-Sommerfeld nəzəriyyəsi klassik və kvant mexaniki anlayışlarını birləşdirdi və beləliklə, ziddiyyətlər üzərində quruldu. Bor-Sommerfeld nəzəriyyəsinin əsas çatışmazlıqları aşağıdakılardır:

1. Nəzəriyyə atomların spektral xüsusiyyətlərinin bütün təfərrüatlarını izah etmək iqtidarında deyil.

2. Hidrogen molekulu kimi sadə molekulda belə kimyəvi əlaqəni kəmiyyətcə hesablamağa imkan vermir.

Ancaq əsas mövqe möhkəm şəkildə quruldu: kimyəvi elementlərin atomlarında elektron qabıqlarının doldurulması üçüncüdən başlayaraq baş verir. M -mərmilər ardıcıl deyil, tam gücü olana qədər tədricən (yəni olduğu kimi TO- Və L - mərmi), lakin addım-addım. Başqa sözlə, atomlarda başqa qabıqlara aid elektronlar göründüyü üçün elektron qabıqlarının qurulması müvəqqəti olaraq kəsilir.

Bu məktublar aşağıdakı kimi təyin olunur: n , l , m l , Xanım – atom fizikasının dilində isə kvant ədədləri adlanır. Tarixən, onlar tədricən təqdim edildi və onların yaranması əsasən atom spektrlərinin öyrənilməsi ilə bağlıdır.

Beləliklə, məlum olur ki, atomdakı istənilən elektronun vəziyyəti dörd kvant rəqəminin birləşməsindən ibarət olan xüsusi kodla yazıla bilər. Bunlar yalnız elektron vəziyyətləri qeyd etmək üçün istifadə olunan bəzi mücərrəd kəmiyyətlər deyil. Əksinə, onların hamısının real fiziki məzmunu var.

Nömrə P elektron qabığın tutumunun düsturuna daxildir (2 P 2), yəni bu kvant nömrəsi P elektron qabığın nömrəsinə uyğundur; başqa sözlə desək, bu rəqəm elektronun verilmiş elektron qabığa aid olub-olmadığını müəyyən edir.

Nömrə P yalnız tam qiymətləri qəbul edir: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,..., müvafiq olaraq qabıqlara uyğundur: K, L, M, N, O, P, Q.

Çünki P elektron enerjisi düsturuna daxil edilir, onda deyirlər ki, baş kvant nömrəsi atomdakı elektronun ümumi enerji ehtiyatını təyin edir.

Əlifbamızın digər hərfi - orbital (yan) kvant sayı kimi işarələnir l . Verilmiş bir qabığa aid olan bütün elektronların bərabərsizliyini vurğulamaq üçün təqdim edilmişdir.

Hər bir qabıq müəyyən alt qabıqlara bölünür və onların sayı qabığın sayına bərabərdir. Yəni K-qabığı ( P =1) bir alt qabıqdan ibarətdir; L-qabıq ( P =2) – ikidən; M-qabığı ( P =3) – üç alt qabıqdan...

Və bu qabığın hər bir alt qabığı müəyyən bir dəyərlə xarakterizə olunur l . Orbital kvant ədədi də tam ədədlər alır, lakin sıfırdan başlayaraq, yəni 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6... Beləliklə, l həmişə az P . Bunu nə vaxt başa düşmək asandır P =1 l =0; saat n =2 l =0 və 1; saat n = 3 l = 0, 1 və 2 və s. Nömrə l , belə desək, həndəsi təsvirə malikdir. Axı, bu və ya digər qabığa aid olan elektronların orbitləri təkcə dairəvi deyil, həm də elliptik ola bilər.

Fərqli mənalar l və orbitlərin müxtəlif növlərini xarakterizə edir.

Fiziklər ənənələri sevirlər və elektron alt təbəqələri təyin etmək üçün köhnə hərf təyinatlarına üstünlük verirlər s ( l =0), səh ( l =1), d ( l =2), f ( l =3). Bunlar elektron keçidlərin yaratdığı bir sıra spektral xətlərin xüsusiyyətlərini xarakterizə edən alman sözlərinin ilk hərfləridir: kəskin, əsas, bulanıq, əsas.

İndi qısaca olaraq elektron qabıqlarda hansı elektron alt təbəqələrinin olduğunu yaza bilərik (Cədvəl 2).

Müxtəlif elektron alt təbəqələrinin neçə elektron yerləşdirə biləcəyini bilmək üçüncü və dördüncü kvant ədədlərini - m l və m s, maqnit və spin adlananları təyin etməyə kömək edir.

Maqnit kvant sayı m l ilə sıx bağlıdır l və bir tərəfdən bu orbitlərin kosmosda yerləşmə istiqamətini, digər tərəfdən isə onların müəyyən bir zaman üçün mümkün olan sayını müəyyən edir. l . Atom nəzəriyyəsinin bəzi qanunauyğunluqlarından belə çıxır ki, verilmiş üçün l kvant sayı m l, 2 alır l +1 tam dəyərlər: -dən l + üçün l , sıfır daxil olmaqla. Məsələn, üçün l =3 bu m ardıcıllığıdır l bizdə: - 3, - 2, - 1, 0, +1, +2, +3, yəni cəmi yeddi dəyər.

Niyə m l maqnit adlanır? Nüvə ətrafında orbitdə fırlanan hər bir elektron, elektrik cərəyanının keçdiyi sarımın bir növbəsini təmsil edir. Bir maqnit sahəsi yaranır, buna görə də bir atomdakı hər bir orbit düz bir maqnit təbəqəsi kimi qəbul edilə bilər. Xarici bir maqnit sahəsi olduqda, hər bir elektron orbit bu sahə ilə qarşılıqlı əlaqədə olacaq və atomda müəyyən bir mövqe tutmağa çalışacaq.

Hər bir orbitdəki elektronların sayı m s spin kvantının qiyməti ilə müəyyən edilir.

Güclü qeyri-homogen maqnit sahələrində atomların davranışı göstərdi ki, atomdakı hər bir elektron maqnit kimi davranır. Və bu, elektronun orbitdəki bir planet kimi öz oxu ətrafında fırlandığını göstərir. Elektronun bu xüsusiyyəti "spin" adlanır (ingilis dilindən "fırlanma" kimi tərcümə olunur). Elektronun fırlanma hərəkəti sabit və dəyişməzdir. Elektronun fırlanması tamamilə qeyri-adidir: onu yavaşlatmaq, sürətləndirmək və ya dayandırmaq olmaz. Dünyadakı bütün elektronlar üçün eynidir.

Ancaq spin bütün elektronların ümumi xüsusiyyəti olsa da, atomdakı elektronlar arasındakı fərqləri də izah edir.

Nüvə ətrafında eyni orbitdə fırlanan iki elektron böyüklükdə eyni spinə malikdir, lakin onlar öz fırlanma istiqamətində fərqlənə bilər. Bu zaman bucaq impulsunun işarəsi və fırlanma işarəsi dəyişir.

Kvant hesablanması orbitdəki elektrona xas olan spin kvant ədədlərinin iki mümkün dəyərinə gətirib çıxarır: s=+ və s= - . Başqa mənalar ola bilməz. Beləliklə, bir atomda hər bir orbitdə yalnız bir və ya iki elektron fırlana bilər. Daha ola bilməz.

Hər bir elektron alt qabığı maksimum 2(2 l + 1) - elektronlar, yəni (cədvəl 3):

Buradan, sadə əlavə etməklə, ardıcıl mərmilərin tutumları əldə edilir.

Atomun quruluşunun ilkin sonsuz mürəkkəbliyinin azaldıldığı əsas qanunun sadəliyi heyrətamizdir. Xarici qabığındakı elektronların bütün xassələrinə nəzarət edən bütün şıltaq davranışları qeyri-adi şəkildə sadə şəkildə ifadə edilə bilər: Bir atomda iki eyni elektron yoxdur və ola da bilməz. Bu qanun elmdə Pauli prinsipi kimi tanınır (İsveçrəli nəzəri fizikin adını daşıyır).

Mendeleyev sistemindəki atom nömrəsinə bərabər olan bir atomdakı elektronların ümumi sayını bilməklə bir atomu "yara" bilərsiniz: onun xarici elektron qabığının quruluşunu hesablaya bilərsiniz - içərisində neçə elektron olduğunu və nə olduğunu müəyyənləşdirin. elektronların növüdür.

Böyüdükcə Z atomların elektron konfiqurasiyalarının oxşar növləri vaxtaşırı təkrarlanır.Əslində, bu, həm də dövri qanunun tərtibidir, lakin elektronların qabıqlar və alt qabıqlar arasında paylanması prosesi ilə əlaqədardır.

Atom quruluşu qanununu bildiyimiz üçün indi dövri cədvəl qura və onun niyə belə qurulduğunu izah edə bilərik. Yalnız bir kiçik terminoloji aydınlaşdırma lazımdır: atomlarında s-, p-, d-, f-alt qabıqların qurulması baş verən elementlər adətən müvafiq olaraq s-, p-, d-, f elementləri adlanır.

Atomun düsturu adətən aşağıdakı formada yazılır: əsas kvant nömrəsi müvafiq rəqəmlə, ikinci dərəcəli kvant nömrəsi hərflə, elektronların sayı isə yuxarı sağda qeyd olunur.

Birinci dövrə 1 s-elementi - hidrogen və helium daxildir. Birinci dövr üçün sxematik qeyd aşağıdakı kimidir: 1 s 2 . İkinci dövr aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər: 2 s 2 2 p 6, yəni 2 s-, 2 p-alt qabığın doldurulduğu elementləri ehtiva edir. Üçüncüsü (içində 3 s-, 3p-alt qabıqlar qurulur): 3 s 2 3p 6. Aydındır ki, oxşar növ elektron konfiqurasiyalar təkrarlanır.

4-cü dövrün əvvəlində iki 4 s elementi var, yəni N-qabığın doldurulması M-qabığın tikintisi başa çatdıqdan daha tez başlayır. O, on sonrakı elementlə (3 d-element) doldurulmuş daha 10 boş yerdən ibarətdir. M-qabığın doldurulması başa çatdı, N-qabığın doldurulması davam edir (altı 4 p-elektron ilə). Buna görə də 4-cü dövrün strukturu belədir: 4 s 2 3 d 10 4 p 6. Beşinci dövr oxşar şəkildə doldurulur:

5 s 2 4 d 10 5 p 6 .

Altıncı dövrdə 32 element var. Onun sxematik qeydi belədir: 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6.

Və nəhayət, növbəti, 7-ci dövr: 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 6. Nəzərə almaq lazımdır ki, hələ 7-ci dövrün bütün elementləri məlum deyil.

Qabıqların bu addım-addım doldurulması ciddi fiziki qanundur. Belə çıxır ki, 3 d alt qabığın səviyyələrini tutmaq əvəzinə, elektronların əvvəlcə 4 s alt qabığın səviyyələrini tutması daha sərfəlidir (enerji baxımından). Məhz bu enerji "yelləncəkləri" "daha sərfəli - daha az gəlirli" vəziyyəti izah edir ki, kimyəvi elementlərdə elektron qabıqların doldurulması addımlarla baş verir.

20-ci illərin ortalarında. Fransız fiziki L. de Broyl cəsarətli bir fikir ifadə etdi: bütün maddi hissəciklər (elektronlar da daxil olmaqla) təkcə maddi deyil, həm də dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir. Tezliklə işıq dalğaları kimi elektronların da maneələr ətrafında əyilə bildiyini göstərmək mümkün oldu.

Elektron dalğa olduğundan onun atomdakı hərəkəti dalğa tənliyi ilə təsvir edilə bilər. Bu tənlik 1926-cı ildə avstriyalı fizik E.Şrödinger tərəfindən yaradılmışdır. Riyaziyyatçılar bunu ikinci dərəcəli qismən diferensial tənlik adlandırırlar. Fiziklər üçün bu, kvant mexanikasının əsas tənliyidir.

Tənlik belə görünür:

+++ y = 0,

Harada m- elektron kütləsi; r – elektronun nüvədən məsafəsi; e - elektron yükü; E– kinetik və potensial enerjinin cəminə bərabər olan ümumi elektron enerjisi; Z– atomun seriya nömrəsi (hidrogen atomu üçün 1-dir); h– “fəaliyyət kvantı”; x , y , z – elektron koordinatları; y dalğa funksiyasıdır (ehtimal dərəcəsini xarakterizə edən abstrakt mücərrəd kəmiyyət).

Bir elektronun nüvə ətrafındakı kosmosda müəyyən bir yerdə yerləşməsi ehtimalının dərəcəsi. Əgər y = 1 olarsa, elektron həqiqətən də bu yerdə olmalıdır; y = 0 olarsa, onda elektronun izi yoxdur.

Elektron tapma ehtimalı ideyası kvant mexanikasında mərkəzi yer tutur. Və y (psi) funksiyasının qiyməti (daha doğrusu, dəyərinin kvadratı) elektronun fəzanın bu və ya digər nöqtəsində olma ehtimalını ifadə edir.

Kvant mexaniki atomunda atomun Bohr modelində aydın şəkildə təsvir olunan müəyyən elektron orbitləri yoxdur. Elektron kosmosda bulud şəklində yayılmış kimi görünür. Amma bu buludun sıxlığı başqadır: necə deyərlər, harada qalın, harada boşdur. Daha yüksək bulud sıxlığı elektron tapma ehtimalının daha yüksək olmasına uyğundur.

Atomun abstrakt kvant mexaniki modelindən Bor atomunun vizual və görünən modelinə keçmək olar. Bunun üçün Şrödinger tənliyini həll etmək lazımdır. Belə çıxır ki, dalğa funksiyası yalnız tam ədədi qəbul edə bilən üç müxtəlif kəmiyyətlə əlaqələndirilir. Üstəlik, bu kəmiyyətlərin dəyişmə ardıcıllığı elədir ki, onlar kvant ədədlərindən başqa bir şey ola bilməz. Əsas, orbital və maqnit. Lakin onlar müxtəlif atomların spektrlərini təyin etmək üçün xüsusi olaraq təqdim edilmişdir. Sonra onlar çox üzvi şəkildə atomun Bor modelinə köçdülər. Bu, elmi məntiqdir - hətta ən sərt skeptik də onu poza bilməz.

Bütün bunlar o deməkdir ki, Şrödinger tənliyinin həlli son nəticədə atomların elektron qabıqlarının və alt qabıqlarının doldurulması ardıcıllığının alınmasına gətirib çıxarır. Bu, kvant mexaniki atomunun Bor atomundan əsas üstünlüyüdür. Planet atomuna tanış olan anlayışları isə kvant mexanikası baxımından yenidən nəzərdən keçirmək olar. Deyə bilərik ki, orbit bir atomda verilmiş elektronun müəyyən ehtimal mövqeləri toplusudur. Müəyyən bir dalğa funksiyasına uyğundur. Müasir atom fizikası və kimyasında "orbit" termini əvəzinə "orbital" termini istifadə olunur.

Deməli, Şrödinger tənliyi dövri sistemin formal nəzəriyyəsində olan bütün çatışmazlıqları aradan qaldıran sehrli çubuq kimidir. “Formal”ı “faktik”ə çevirir.

Əslində, bu, vəziyyətdən uzaqdır. Çünki tənliyin yalnız atomların ən sadəsi olan hidrogen atomu üçün dəqiq həlli var. Helium atomu və ondan sonrakılar üçün elektronlar arasında qarşılıqlı təsir qüvvələri əlavə olunduğundan Schrödinger tənliyini dəqiq həll etmək mümkün deyil. Və onların son nəticəyə təsirini nəzərə almaq ağlasığmaz mürəkkəbliyin riyazi işidir. İnsan qabiliyyətləri üçün əlçatmazdır; onunla ancaq saniyədə yüz minlərlə əməliyyat yerinə yetirən yüksək sürətli elektron kompüterlər müqayisə edilə bilər. Və hətta o şərtlə ki, hesablama proqramı çoxsaylı sadələşdirmələr və yaxınlaşmalarla işlənib hazırlansın.

40 il ərzində məlum kimyəvi elementlərin siyahısı 19 ədəd artıb. 19 elementin hamısı sintez edilib, süni şəkildə hazırlanıb.

Elementlərin sintezi daha az nüvə yüklü, daha aşağı atom nömrəsi, daha yüksək atom nömrəsi olan bir elementdən əldə etmək kimi başa düşülə bilər. İstehsal prosesinin özü isə nüvə reaksiyası adlanır. Onun tənliyi adi kimyəvi reaksiyanın tənliyi kimi yazılır. Sol tərəfdə reaksiya verən maddələr, sağda isə yaranan məhsullar var. Nüvə reaksiyasında reaktivlər hədəf və bombardman edən hissəcikdir.

Hədəf dövri cədvəlin demək olar ki, hər hansı bir elementi ola bilər (sərbəst formada və ya kimyəvi birləşmə şəklində).

Bombardman edən hissəciklərin rolunu a-hissəciklər, neytronlar, protonlar, deytronlar (hidrogenin ağır izotopunun nüvələri), həmçinin müxtəlif elementlərin çoxaldılmış ağır ionları - bor, karbon, azot, oksigen, neon, arqon və dövri sistemin digər elementləri.

Nüvə reaksiyasının baş verməsi üçün bombardman edən hissəcik hədəf atomun nüvəsi ilə toqquşmalıdır. Əgər hissəcik kifayət qədər yüksək enerjiyə malikdirsə, nüvəyə o qədər dərindən nüfuz edə bilər ki, onunla birləşir. Neytrondan başqa yuxarıda sadalanan bütün hissəciklər müsbət yük daşıdığından, nüvə ilə birləşdikdə onun yükünü artırırlar. Z dəyərinin dəyişməsi isə elementlərin çevrilməsi deməkdir: nüvə yükünün yeni dəyəri olan elementin sintezi.

Bombardman edən hissəcikləri sürətləndirmək və nüvələrlə birləşmələri üçün kifayət qədər yüksək enerji vermək üçün bir yol tapmaq üçün xüsusi bir hissəcik sürətləndiricisi - siklotron ixtira edildi və quruldu. Sonra yeni elementlər üçün xüsusi bir zavod tikdilər - nüvə rektoru. Onun birbaşa məqsədi nüvə enerjisi yaratmaqdır. Lakin sıx neytron axınları həmişə orada mövcud olduğundan, süni birləşmə məqsədləri üçün istifadə etmək asandır. Neytronun yükü yoxdur və buna görə də onun sürətləndirilməsinə ehtiyac yoxdur (və mümkün deyil). Əksinə, yavaş neytronlar sürətli olanlardan daha faydalıdır.

Kimyaçılar hədəf maddədən kiçik miqdarda yeni elementləri ayırmaq yollarını inkişaf etdirmək üçün beyinlərini sınamalı və əsl ixtiraçılıq möcüzələrini göstərməli idilər. Yalnız bir neçə atom mövcud olduqda yeni elementlərin xassələrini öyrənməyi öyrənin...

Yüzlərlə və minlərlə alimin işi ilə dövri cədvəldə 19 yeni hüceyrə dolduruldu. Dördü köhnə sərhədləri daxilindədir: hidrogen və uran arasında. On beş - uran üçün. Budur, hər şey necə oldu ...

Dövri cədvəldə 4 yer uzun müddət boş qaldı: 43, 61, 85 və 87 nömrəli xanalar.

Bu 4 element çətin idi. Alimlərin təbiətdə onları axtarmağa yönəlmiş səyləri uğursuz qaldı. Dövri qanunun köməyi ilə dövri cədvəlin bütün digər yerləri çoxdan doldurulmuşdu - hidrogendən tutmuş urana qədər.

Bu dörd elementin kəşfi ilə bağlı hesabatlar elmi jurnallarda dəfələrlə dərc olunub. Lakin bütün bu kəşflər təsdiqlənmədi: hər dəfə dəqiq yoxlama bir səhvə yol verildiyini və təsadüfi əhəmiyyətsiz çirkləri yeni elementlə səhv saldığını göstərdi.

Uzun və çətin axtarışlar, nəhayət, təbiətin əlçatmaz elementlərindən birinin kəşfinə gətirib çıxardı. Məlum olub ki, 87 saylı eksizium təbii radioaktiv uran-235 izotopunun parçalanma zəncirində baş verir. Qısa ömürlü radioaktiv elementdir.

düyü. 13. 87 nömrəli elementin formalaşma sxemi – Fransa. Bəzi radioaktiv izotoplar iki yolla, məsələn, həm a-, həm də b-parçalanma yolu ilə parçalana bilər. Bu fenomen radioaktiv çəngəl adlanır. Bütün təbii radioaktiv ailələrdə çəngəllər var.

87-ci element daha ətraflı müzakirəyə layiqdir. İndi kimya ensiklopediyalarında oxuyuruq: fransium (seriya nömrəsi 87) 1939-cu ildə fransız alimi Marqarita Perey tərəfindən kəşf edilmişdir.

Perey tutulmaz elementi necə tuta bildi? 1914-cü ildə üç avstriyalı radiokimyaçı - S. Meyer, V. Hess və F. Panet - kütlə nömrəsi 227 olan aktinium izotopunun radioaktiv parçalanmasını öyrənməyə başladılar. Onun aktinouran ailəsinə aid olduğu və b-hissəcikləri buraxdığı məlum idi; deməli, onun parçalanma məhsulu toriumdur. Bununla belə, alimlər aktinium-227-nin nadir hallarda a-hissəcikləri də buraxdığına dair qeyri-müəyyən şübhələrə malik idilər. Başqa sözlə, bu, radioaktiv çəngəlin bir nümunəsidir. Belə çevrilmə zamanı 87-ci elementin izotopu əmələ gəlməlidir.Meyer və onun həmkarları həqiqətən də alfa hissəciklərini müşahidə etmişlər. Əlavə tədqiqat tələb olundu, lakin Birinci Dünya Müharibəsi tərəfindən dayandırıldı.

Marqarita Perey də eyni yolla getdi. Lakin onun ixtiyarında daha həssas alətlər və yeni, təkmilləşdirilmiş analiz üsulları var idi. Ona görə də uğur qazanmışdı.

Fransium süni şəkildə sintez edilmiş element kimi təsnif edilir. Ancaq yenə də element ilk dəfə təbiətdə kəşf edilmişdir. Bu fransium-223 izotopudur. Onun yarı ömrü cəmi 22 dəqiqədir. Yer üzündə Fransanın niyə bu qədər az olduğu aydın olur. Birincisi, kövrəkliyinə görə, hər hansı nəzərə çarpan miqdarda konsentrə olmağa vaxtı yoxdur, ikincisi, onun əmələ gəlməsi prosesinin özü aşağı ehtimalla xarakterizə olunur: aktinium-227 nüvələrinin yalnız 1,2% -i a- emissiyası ilə parçalanır. hissəciklər.

Bu baxımdan fransiumun süni şəkildə hazırlanması daha sərfəlidir. Artıq fransiumun 20 izotopu alınmışdır və onlardan ən uzunömürlü olanı fransium-223-dür. Çox az miqdarda fransium duzları ilə işləyərək kimyaçılar onun xassələrinin seziumla son dərəcə oxşar olduğunu sübut edə bildilər.

Atom nüvələrinin xassələrini öyrənərək fiziklər belə bir nəticəyə gəldilər ki, atom nömrələri 43, 61, 85 və 87 olan elementlər üçün sabit izotoplar mövcud ola bilməz. Onlar yalnız radioaktiv ola bilər, qısa yarı ömrünə malikdir və tez yox olmalıdır. Ona görə də bütün bu elementlər insan tərəfindən süni şəkildə yaradılmışdır. Yeni elementlərin yaranma yolları dövri qanunla göstərilmişdir. 43-cü element süni şəkildə yaradılmış ilk element idi.

43-cü elementin nüvəsində 43 müsbət yük və nüvə ətrafında fırlanan 43 elektron olmalıdır. Beşinci dövrün ortasında yerləşən 43-cü element üçün boş yerdə dördüncü dövrdə manqan, altıncı dövrdə renium var. Buna görə də 43-cü elementin kimyəvi xassələri manqan və reniumun kimyəvi xassələri ilə eyni olmalıdır. 43-cü xananın solunda 42 nömrəli molibden, sağda 44 nömrəli rutenium yerləşir. Buna görə də 43-cü elementi yaratmaq üçün 42 yükü olan atomun nüvəsindəki yüklərin sayını daha bir elementar yük artırmaq lazımdır. Buna görə də yeni element 43 sintez etmək üçün ilkin material kimi molibdeni götürmək lazımdır. Ən yüngül element olan hidrogenin bir müsbət yükü var. Beləliklə, 43-cü elementin molibden və proton arasındakı nüvə reaksiyasından əldə oluna biləcəyini gözləmək olar.

düyü. 14. 43 nömrəli elementin – texnetiumun sintezi sxemi.

43-cü elementin xassələri manqan və reniuma oxşar olmalıdır və bu elementin əmələ gəlməsini aşkar etmək və sübut etmək üçün kimyaçıların az miqdarda manqan və reniumun mövcudluğunu müəyyən etdiyi reaksiyalara oxşar kimyəvi reaksiyalardan istifadə etmək lazımdır. renium.

Beləliklə, dövri cədvəl süni elementlərin yaradılması yolunun qrafikini tərtib etməyə imkan verir.

Eyni şəkildə, ilk süni kimyəvi element 1937-ci ildə yaradılmışdır. Texniki, süni şəkildə istehsal olunan ilk element olan texnetiumun əhəmiyyətli adını aldı. Texnetiumun sintezi belə həyata keçirildi. Molibden plitəsi siklotronda böyük sürətlə sürətləndirilən ağır hidrogen izotopunun nüvələri - deuterium tərəfindən intensiv bombardmana məruz qaldı.

Çox yüksək enerji alan ağır hidrogen nüvələri molibden nüvələrinə nüfuz edirdi. Siklotronda şüalanmadan sonra molibden plastik turşuda həll olundu. Manqanın analitik təyini üçün zəruri olan eyni reaksiyalardan istifadə edərək məhluldan cüzi miqdarda yeni radioaktiv maddə ayrıldı (element 43-ün analoqu). Bu, yeni element - texnetium idi. Onlar elementin dövri cədvəldəki mövqeyinə tam uyğundur.

İndi texnetium olduqca əlçatan oldu: nüvə reaktorlarında kifayət qədər böyük miqdarda əmələ gəlir. Texnetium yaxşı öyrənilmiş və artıq praktiki istifadədədir.

61-ci elementin yaradılma üsulu texnetiumun istehsal üsuluna çox oxşardır. 61-ci element yalnız 1945-ci ildə uranın parçalanması nəticəsində nüvə reaktorunda əmələ gələn parçalanma elementlərindən təcrid olunub.

düyü. 15. 61 nömrəli elementin – prometiumun sintezi sxemi.

Element "prometium" simvolik adını aldı. Bu ad ona asan verilməyib. O, təbiətdən nüvə parçalanma enerjisini oğurlayan və bu enerjini mənimsəyən elmin dramatik yolunu simvollaşdırır (rəvayətə görə, titan Prometey göydən od oğurlayıb insanlara verdi; bunun üçün qayaya zəncirləndi və nəhəng bir qartal ona əzab verdi. gündəlik), həm də insanları dəhşətli müharibə təhlükəsindən xəbərdar edir.

Prometium indi xeyli miqdarda əldə edilir: atom batareyalarında - uzun illər fasiləsiz işləyə bilən birbaşa cərəyan mənbələrində istifadə olunur.

Ən ağır halogen olan ekaiod element 85 də analoji üsulla sintez edilmişdir.O, ilk dəfə siklotronda yüksək enerjilərə qədər sürətləndirilmiş vismutun (No83) helium nüvələri ilə (No2) bombardman edilməsi nəticəsində əldə edilmişdir. Yeni element astatin (qeyri-sabit) adlanır. Radioaktivdir və tez yox olur. Onun kimyəvi xassələrinin də dövri qanuna tam uyğun olduğu ortaya çıxdı. Yoda bənzəyir.

düyü. 16. 85 nömrəli elementin sintezi sxemi – astatin.

Transuran elementləri urandan sonra dövri cədvəldə yerləşən süni şəkildə sintez edilmiş kimyəvi elementlərdir. Gələcəkdə onlardan daha nə qədər sintez edilə biləcək, hələ heç kim dəqiq cavab verə bilməz.

Uran 70 uzun il ərzində kimyəvi elementlərin təbii seriyasının sonuncu elementi olmuşdur.

Və bütün bu müddət ərzində alimlər təbii olaraq sualdan narahat idilər: təbiətdə urandan daha ağır elementlər varmı? Dmitri İvanoviç hesab edirdi ki, əgər yerin bağırsaqlarında nə vaxtsa uran elementləri aşkarlana bilərsə, onda onların sayı məhdudlaşdırılmalıdır. Radioaktivliyin kəşfindən sonra təbiətdə belə elementlərin olmaması, onların yarı ömrünün qısa olması və hamısının çoxdan, planetimizin təkamülünün çox erkən mərhələlərində çürüyərək daha yüngül elementlərə çevrilməsi ilə izah olunurdu. . Amma radioaktiv olduğu ortaya çıxan uranın ömrü o qədər uzun idi ki, bu günə qədər gəlib çatmışdır. Niyə təbiət ən azı ən yaxın transuranlara mövcud olmaq üçün eyni dərəcədə səxavətli vaxt verə bilmədi? Sistem daxilində guya yeni elementlərin - hidrogen və uran arasında kəşf edilməsi ilə bağlı çoxlu məlumatlar var, lakin transuranların kəşfi ilə bağlı elmi jurnallar demək olar ki, heç vaxt yazılmayıb. Alimlər yalnız uran üzrə dövri cədvəlin pozulmasının səbəbi ilə bağlı mübahisə etdilər.

Yalnız nüvə sintezi əvvəllər heç şübhə altına alına bilməyən maraqlı hallar yaratmağa imkan verdi.

Yeni kimyəvi elementlərin sintezi ilə bağlı ilk tədqiqatlar transuranların süni istehsalına yönəldilmişdir. İlk süni transuran elementi, texnetiumun meydana çıxmasından təxminən üç il əvvəl danışıldı. Həvəsləndirici hadisə neytronun kəşfi oldu. yükü olmayan elementar hissəcik böyük nüfuzetmə gücünə malik idi, heç bir maneə ilə qarşılaşmadan atom nüvəsinə çata bilir və müxtəlif elementlərin çevrilməsinə səbəb olur. Müxtəlif maddələrdən hazırlanmış hədəflərə neytronlar atılmağa başladı. Bu sahədə tədqiqatların öncülü görkəmli italyan fiziki E.Fermi olmuşdur.

Neytronlarla şüalanan uran qısa yarımparçalanma dövrü ilə naməlum aktivlik nümayiş etdirdi. Uran-238, bir neytron udaraq, uran-239 elementinin naməlum izotopuna çevrilir, b-radioaktivdir və atom nömrəsi 93 olan elementin izotopuna çevrilməlidir. Oxşar nəticəni E.Fermi və onun həmkarları.

Əslində, naməlum aktivliyin həqiqətən birinci transuran elementinə uyğun olduğunu sübut etmək çox səy tələb etdi. Kimyəvi əməliyyatlar belə bir nəticəyə gəldi: yeni element xassələrinə görə manqanla oxşardır, yəni VII b alt qrupuna aiddir. Bu arqument təsirli oldu: o dövrdə (30-cu illərdə) demək olar ki, bütün kimyaçılar inanırdılar ki, əgər transuran elementləri mövcud olsaydı, heç olmasa onlardan birincisi oxşar olardı. d-əvvəlki dövrlərin elementləri. Bu, şübhəsiz ki, urandan daha ağır elementlərin kəşf tarixinə təsir edən bir səhv idi.

Bir sözlə, E.Fermi 1934-cü ildə “ausonium” adını verdiyi təkcə 93-cü elementin deyil, həm də onun dövri sistemdəki sağ qonşusu “hesperia”nın (No94) sintezini inamla elan etdi. Sonuncu ausoniumun b-parçalanmasının məhsulu idi:

Bu zənciri daha da “çəkən” alimlər var idi. Onların arasında: alman tədqiqatçıları O.Han, L.Maytner və F.Ştrassmann. 1937-ci ildə onlar artıq 97 nömrəli elementdən real bir şey kimi danışırdılar:

Lakin yeni elementlərin heç biri nəzərəçarpacaq miqdarda əldə edilmədi və ya sərbəst formada təcrid olunmadı. Onların sintezi müxtəlif dolayı əlamətlərlə mühakimə olunurdu.

Nəhayət, məlum oldu ki, transuran elementləri üçün götürülən bütün bu efemer maddələr əslində... dövri cədvəlin ortasına aid olan elementlərdir, yəni çoxdan məlum olan kimyəvi elementlərin süni radioaktiv izotoplarıdır. Bu, 22 dekabr 1938-ci ildə O. Hahn və F. Strassmann 20-ci əsrin ən böyük kəşflərindən birini edəndə aydın oldu. – yavaş neytronların təsiri altında uranın parçalanmasının kəşfi. Alimlər təkzibedilməz şəkildə müəyyən ediblər ki, neytronlarla şüalanan uranın tərkibində barium və lantan izotopları var. Onlar yalnız neytronların uran nüvələrini bir neçə kiçik fraqmentə parçaladığı fərziyyəsi əsasında yarana bilərdi.

Parçalanma mexanizmi L. Meitner və O. Frisch tərəfindən izah edilmişdir. Nüvənin damcı modeli deyilən model artıq mövcud idi: atom nüvəsi maye damcısı kimi oldu. Bir damlaya kifayət qədər enerji verilirsə və həyəcanlanırsa, o, daha kiçik damlalara bölünə bilər. Eynilə, bir neytron tərəfindən həyəcanlanmış vəziyyətə gətirilən nüvə parçalana və daha kiçik hissələrə - daha yüngül elementlərin atomlarının nüvələrinə parçalana bilər.

1940-cı ildə sovet alimləri Q.N.Flerov və K.A.Petrjak sübut etdilər ki, uranın parçalanması özbaşına baş verə bilər. Beləliklə, təbiətdə aşkar edilmiş yeni radioaktiv çevrilmə növü, uranın spontan parçalanması aşkar edilmişdir. Bu son dərəcə əhəmiyyətli bir kəşf idi.

Lakin 1930-cu illərdə transuranlarla bağlı araşdırmaları səhv elan etmək düzgün deyil.

Uranın iki əsas təbii izotopu var: uran-238 (əhəmiyyətli dərəcədə üstünlük təşkil edir) və uran-235. İkincisi əsasən yavaş neytronların təsiri altında parçalanır, birincisi isə neytronu udaraq yalnız daha ağır izotopa - uran-239-a çevrilir və bu udma daha intensivdirsə, neytronları bir o qədər tez bombalayır. Buna görə də, transuranları sintez etmək üçün ilk cəhdlərdə neytron moderasiyasının təsiri ona gətirib çıxardı ki, təbii urandan hazırlanmış və "atəş" edildikdə, parçalanma prosesi üstünlük təşkil etdi.

Lakin bir neytron udan uran-238 transuran elementlərinin əmələ gəlməsi zəncirinə səbəb olmalı idi. 93-cü elementin atomlarını parçalanma fraqmentlərinin mürəkkəb qarışıqlığında tutmağın etibarlı yolunu tapmaq lazım idi. Kütləvi olaraq nisbətən kiçik olan bu fraqmentlər uranın bombardmanı zamanı 93-cü elementin çox kütləvi atomlarına nisbətən daha böyük məsafələrə uçmalı idi (yol uzunluğu daha uzun olmalıdır).

Kaliforniya Universitetində çalışan amerikalı fizik E.MakMillan öz təcrübələrini bu mülahizələrə əsaslandırıb. 1939-cu ilin yazında o, uranın parçalanma fraqmentlərinin yol uzunluqları boyunca paylanmasını diqqətlə öyrənməyə başladı. O, fraqmentlərin kiçik bir hissəsini kiçik diapazonla ayırmağı bacardı. Məhz bu hissədə o, yarımparçalanma müddəti 2,3 gün olan və yüksək radiasiya intensivliyi olan radioaktiv maddənin izlərini aşkar edib. Fraqmentlərin digər fraksiyalarında belə aktivlik müşahidə edilməmişdir. McMillan bu X maddəsinin uran-239 izotopunun parçalanma məhsulu olduğunu göstərə bildi:

Kimyaçı F. Ableson işə qoşuldu. Məlum olub ki, yarımparçalanma müddəti 2,3 gün olan radioaktiv maddə kimyəvi yolla uran və toriumdan ayrıla bilər və reniumla heç bir əlaqəsi yoxdur. Beləliklə, 93-cü elementin ekarenium olması ehtimalı çökdü.

Neptuniumun uğurlu sintezi (yeni element Günəş sisteminin planetinin adı ilə adlandırılmışdır) 1940-cı ilin əvvəlində Amerikanın "Physical Review" jurnalı tərəfindən elan edilmişdir. Beləliklə, transuran elementlərinin sintezi erası başladı. Mendeleyevin dövrilik təliminin gələcək inkişafı üçün vacibdir.

düyü. 17. 93 nömrəli elementin - neptuniumun sintezi sxemi.

Hətta transuran elementlərinin ən uzunömürlü izotoplarının dövrləri, bir qayda olaraq, Yerin yaşından xeyli qısadır və buna görə də onların təbiətdə mövcudluğu hal-hazırda praktiki olaraq istisna edilir. Beləliklə, uran üzərində kimyəvi elementlərin təbii seriyasının qırılmasının səbəbi - element 92 aydındır.

Neptuniumdan sonra plutonium gəldi. Nüvə reaksiyası ilə sintez edilmişdir:

qış 1940-1941 Amerika alimi G. Seaborg və onun həmkarları (sonradan bir neçə yeni transuran elementi G. Seaborq laboratoriyasında sintez edilmişdir). Lakin plutoniumun ən vacib izotopunun 24.360 il yarım ömrü olduğu ortaya çıxdı. Bundan əlavə, plutonium-239 yavaş neytronların təsiri altında daha intensiv parçalanır.

düyü. 18. 94 nömrəli elementin - plutoniumun sintezi sxemi.

40-cı illərdə urandan daha ağır üç element sintez edilmişdir: amerisium (Amerikanın şərəfinə), kurium (M. və P.Kürinin şərəfinə) və berkelium (Kaliforniyadakı Berklinin şərəfinə). Nüvə reaktorlarında hədəf neytronlar və a-hissəciklər tərəfindən bombardman edilən plutonium-239 və amerisium idi (şüalanması berkeliumun sintezinə səbəb oldu):

.

50s kaliforniumun sintezi ilə başlamışdır (No 98). Uzunömürlü kurium-242 izotopunun əhəmiyyətli miqdarda toplanması və ondan hədəf alındığı zaman əldə edilmişdir. Nüvə reaksiyası: yeni element 98-in sintezinə gətirib çıxardı.

99 və 100 elementlərinə doğru hərəkət etmək üçün berkelium və kaliforniumun ağırlıqlarının yığılmasına diqqət yetirilməli idi. Onlardan hazırlanmış hədəflərin a-hissəcikləri ilə bombardman edilməsi yeni elementlərin sintezinə zəmin yaratdı. Lakin 97 və 98-ci elementlərin sintez edilmiş izotoplarının yarı ömrü (saat və dəqiqə) çox qısa idi və bu, onların lazımi miqdarda toplanmasına maneə oldu. Başqa bir yol da təklif edildi: plutoniumun intensiv neytron axını ilə uzunmüddətli şüalanması. Amma biz uzun illər nəticələri gözləməli olacaqdıq (berkelium izotoplarından birini saf formada əldə etmək üçün plutonium hədəfi 6 il şüalanmışdı!). Sintez vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağın yalnız bir yolu var idi: neytron şüasının gücünü kəskin şəkildə artırmaq. Laboratoriyalarda bunun qeyri-mümkün olduğu ortaya çıxdı.

Bir termonüvə partlayışı köməyə gəldi. 1952-ci il noyabrın 1-də amerikalılar Sakit okeandakı Eniwetak atollunda termonüvə qurğusunu partladıblar. Partlayış yerindən bir neçə yüz kiloqram torpaq yığılıb və nümunələr tədqiq edilib. Nəticədə, müvafiq olaraq einsteinium (A.Einstein şərəfinə) və fermium (E.Ferminin şərəfinə) adlandırılan 99 və 100 elementlərinin izotoplarını kəşf etmək mümkün oldu.

Partlayış zamanı yaranan neytron axınının çox güclü olduğu ortaya çıxdı ki, uran-238 nüvələri çox qısa müddət ərzində çoxlu sayda neytronları qəbul edə bildi. Uranın bu çox ağır izotopları ardıcıl parçalanma zəncirləri nəticəsində einsteinium və fermium izotoplarına çevrildi (Şəkil 19).

düyü. 19. No 99 – einsteinium və No 100 – fermium elementlərinin sintez sxemi.

Mendeleevium 1955-ci ildə Q.Seborqun rəhbərlik etdiyi amerikalı fiziklər tərəfindən sintez edilmiş 101 nömrəli kimyəvi elementə verilən addır. Sintezin müəllifləri yeni elementi “birinci olan böyük rus kimyaçısının xidmətlərinin şərəfinə adlandırdılar. kəşf edilməmiş kimyəvi elementlərin xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmaq üçün dövri sistemdən istifadə edin. Alimlər ondan hədəf hazırlamaq üçün kifayət qədər einsteinium toplaya bildilər (eynşteyniumun miqdarı milyard atomla ölçülürdü); Onu a-hissəciklərlə şüalandırmaqla 101-ci elementin nüvələrinin sintezini hesablamaq mümkün olmuşdur (Şəkil 20):

düyü. 20. 101 nömrəli elementin sintezi sxemi - mendeleevium.

Yaranan izotopun yarı ömrünün nəzəriyyəçilərin gözlədiyindən daha uzun olduğu ortaya çıxdı. Sintez nəticəsində yalnız bir neçə mendeleevium atomu əldə edilsə də, əvvəlki transuranlar üçün istifadə edilən eyni üsullardan istifadə edərək onların kimyəvi xassələrini öyrənmək mümkün oldu.

Dövri qanuna layiqli qiymət, dövri qanunun tədqiqatçılar üçün əsl kompas olduğunu müdafiə edən William Razmay tərəfindən verilmişdir.

Onun ölümündən bir neçə il keçdi və Mendeleyev sistemi yaşadığımız dünya, kainatdakı maddənin təkamülü haqqında biliklərimizin ən mühüm halqasına çevrildi, çünki Mendeleyev elmi kəşflərində və xüsusən də dövri qanun əslində təbiət hadisələrini biliyin dialektik metodunu tətbiq etdi, bununla əlaqədar olaraq Fridrix Engels tərəfindən yüksək qiymətləndirildi, dövri qanunu qiymətləndirərkən alim Hegelin kəmiyyətə keçid qanununu şüursuz şəkildə tətbiq etsə də qeyd etdi. keyfiyyət, hələ də elmi bir uğur qazandı.

Bu hər yerdə mövcud qanun əsasında kimya öyrənmək mümkün deyil. Dövri cədvəl olmasa, kimya dərsliyi necə də gülünc görünərdi! Fərqli elementlərin bir-biri ilə necə əlaqəli olduğunu və niyə bu qədər bağlı olduğunu başa düşməlisiniz. Yalnız bundan sonra dövri cədvəl elementlərin və onların birləşmələrinin xassələri haqqında zəngin məlumat anbarına çevriləcək, çox az şeylə müqayisə edilə bilər.

Təcrübəli kimyaçı, sadəcə olaraq sistemdə hər hansı elementin tutduğu yerə baxmaqla, bu barədə çox şey deyə bilər: elementin metal və ya qeyri-metal olması; hidrogen - hidridlərlə birləşmələr əmələ gətirib çıxarmaması; bu element üçün hansı oksidlər xarakterikdir; kimyəvi birləşmələrə daxil olduqda hansı valentlikləri nümayiş etdirə bilər; bu elementin hansı birləşmələri sabit, hansılar isə əksinə kövrək olacaq; Hansı birləşmələrdən və hansı yolla bu elementi sərbəst formada əldə etmək ən əlverişli və sərfəlidir. Və əgər kimyaçı bütün bu məlumatları dövri cədvəldən çıxara bilirsə, deməli, o, onu yaxşı mənimsəmişdir.

Dövri sistem yeni, qeyri-adi, əvvəlcədən müəyyən edilmiş xassələrə malik yeni material və maddələrin, təbiətə məlum olmayan maddələrin alınması üçün əsasdır. İndi onlar böyük miqdarda yaradılır. O, həm də yarımkeçirici materialların sintezi üçün istiqamətləndirici mövzu oldu. Alimlər çoxlu misallardan istifadə edərək, dövri cədvəldə müəyyən yerləri tutan elementlərin birləşmələrinin (əsasən onun III – V qruplarında) ən yaxşı yarımkeçirici xassələrə malik olduğunu və ya olmalıdır ki, aşkar etdilər.

Dövri cədvələ məhəl qoymadan yeni ərintilər əldə etmək vəzifəsini qoymaq mümkün deyil. Axı ərintilərin strukturu və xassələri metalların cədvəldəki mövqeyi ilə müəyyən edilir. Hal-hazırda minlərlə müxtəlif ərintilər məlumdur.

Bəlkə də müasir kimyanın hər hansı bir sahəsində dövri qanunun əksini görmək olar. Amma onun böyüklüyünün qarşısında baş əyən təkcə kimyaçılar deyil. Yeni elementlərin sintezi kimi çətin və maraqlı işdə dövri qanun olmadan etmək mümkün deyil. Ulduzlarda kimyəvi elementlərin sintezinin nəhəng təbii prosesi baş verir. Alimlər bu prosesi nukleosintez adlandırırlar.

Hələlik elm adamları bizə məlum olan kimyəvi elementlərin dəqiq hansı üsullarla, hansı ardıcıl nüvə reaksiyaları nəticəsində əmələ gəldiyi barədə heç bir təsəvvürə malik deyillər. Nukleosintezin bir çox fərziyyələri var, lakin hələ tam nəzəriyyə yoxdur. Amma əminliklə deyə bilərik ki, elementlərin dövri cədvəldə ardıcıl düzülüşü nəzərə alınmadan elementlərin mənşə yolları haqqında ən utancaq fərziyyələr belə mümkünsüz olardı. Nüvə dövriliyi qanunları, atom nüvələrinin quruluşu və xassələri müxtəlif nukleosintez reaksiyalarının əsasında dayanır.

Böyük Qanunun və elementlər sisteminin mühüm rol oynadığı insan bilik və təcrübəsinin o sahələrini sadalamaq çox vaxt aparacaq. Düzünü desəm, biz Mendeleyevin dövrilik doktrinasının tam miqyasını təsəvvür belə etmirik. Çox vaxt o, gözlənilməz cəhətlərini alimlərə göstərəcək.

Mendeleyev, şübhəsiz ki, dünyanın ən böyük kimyaçılarından biridir. Onun qanunundan yüz ildən çox vaxt keçməsinə baxmayaraq, məşhur dövri cədvəlin bütün məzmununun nə vaxt tam başa düşüləcəyini heç kim bilmir.

düyü. 21. Dmitri İvanoviç Mendeleyevin şəkli.

düyü. 22. Rusiya Kimya Cəmiyyəti sədrliyi ilə

1. Petryanov İ.V., Trifonov D.N. “Böyük Qanun”

Moskva, “Pedaqogika”, 1984

2. Kedrov B. M. “Atomizmdə D. İ. Mendeleyevin proqnozları”

Moskva, Atomizdat, 1977

3. Aqafoşin N. P. “Periodic law and the periodic system of elements D. I. Mendeleev” Moskva, “Enlightenment”, 1973.

4. “D. İ.Mendeleyev müasirlərinin xatirələrində” Moskva, “Atomizdat”, 1973.

5. Volkov V. A. “Dünyanın görkəmli kimyaçıları” bioqrafik arayış kitabı Moskva, “Ali məktəb”, 1991-ci il.

6. Boqolyubova L.N. “Böyük kimyaçıların bioqrafiyaları” Moskva, “Maarifçilik”, 1997.

7. İvanova L. F., Egorova E. N. “Hər şey haqqında” masa üstü ensiklopediyası Moskva, “Mnemosyne”, 2001

8. Summ L.B. uşaq ensiklopediyası “Mən dünyanı araşdırıram. Kimya" Moskva, "Olimp", 1998

30.09.2015

Dünya tarixində kifayət qədər çoxlu kəşflər var ki, bunun sayəsində elm yeni inkişaf səviyyəsinə yüksəlib, öz biliyində daha bir inqilab edib. Bu inqilabi nailiyyətlər qarşıya qoyulan problemlərin həllinə münasibəti tamamilə və ya qismən dəyişdirdi, həmçinin baş verənlərə elmi nöqteyi-nəzərdən daha geniş açıqlama verməyə məcbur etdi.

Dövri qanunun açılma tarixi 1896-cı il hesab olunur. Öz qanununda D.İ. Mendeleyev elementlərin xassələrinin, onların formalarının, bu elementlərin birləşmələrinin xassələrinin, əmələ gətirdikləri maddələrin xassələrinin sadə və ya mürəkkəb olmasından asılı olduğunu sübut edərək bizi sistemdə elementlərin düzülüşünə başqa cür baxmağa məcbur edir. atom kütləsi. Demək olar ki, dərhal o, dövri cədvəli də özündə əks etdirən "Kimyanın əsasları" adlı ilk kitabını nəşr etdi.

Qanunun yaranması üçün bir çox ilkin şərtlər var idi, o, heç bir yerdən yaranmayıb, onun yaranmasında müxtəlif alimlərin çoxlu əməyi olub. 19-cu əsrin əvvəllərində kimyanın inkişafı bir çox çətinliklərə səbəb oldu, çünki bəzi elementlər hələ kəşf edilməmişdi və artıq məlum olan maddələrin atom kütlələri səhv idi. Bu əsrin ilk onillikləri kimyanın əsas qanunlarının belə kəşfləri ilə yadda qaldı, bunlara nisbətlər və həcm qanunları, Dulonq və Petit və başqaları daxildir.

Bu kəşflər müxtəlif eksperimental tədqiqatların inkişafı üçün əsas oldu. Ancaq yenə də təlimlər arasındakı fikir ayrılıqlarının əksəriyyəti atom çəkilərinin tərifində çaşqınlığa səbəb oldu, buna görə də su, məsələn, o dövrdə 4 düsturla təmsil olunurdu. Mübahisələri həll etmək üçün məşhur kimyaçıların dəvət olunduğu Konqresin çağırılması qərara alındı. 1860-cı ildə Canizzaro atom-molekulyar nəzəriyyə haqqında məruzə oxudu. Alimlər atom, molekul və ekvivalent anlayışlarında da birləşə biliblər.

Lavuazyenin hələ 1787-ci ildə təklif etdiyi sadə maddələr cədvəli cəmi 35 elementdən ibarət idi və 19-cu əsrin sonunda onların sayı artıq 63 idi. Bir çox elm adamları həmçinin elementlərin xassələri arasındakı əlaqəni tapmağa çalışdılar. atom çəkisini düzgün hesablayın. Üçlüklər qanununu işləyib hazırlayan kimyaçı Döbereyner bu istiqamətdə böyük uğurlar qazanmışdır. J.B.Dümas və M.İ. Pettenekofer, atom çəkiləri arasındakı əlaqələrin düzgünlüyünə dair fərziyyələri ifadə edərək, homoloji seriyanı uğurla kəşf etdi.

Bəziləri atomların çəkisini hesablayarkən, bəziləri dövri sistemi təşkil etməyə çalışırdılar. Kimyaçı Odlinq 17 qrupa bölünmüş 57 elementdən ibarət bir cədvəl təklif edir, sonra kimyaçı de Şankur hər şeyi həndəsi düsturla təsvir etməyə çalışır. Onun vida sistemi ilə yanaşı, Newlands masası da görünür. Bundan əlavə, tədqiqatçılar arasında 1864-cü ildə 44 elementdən ibarət cədvəlli kitab nəşr etdirən Meyeri qeyd etmək lazımdır. Sonra D.İ. Mendeleyevin Dövri Qanunu və sistemini nəşr etdirən kimyaçı Maillet uzun müddət kəşfində öz prioritetini iddia etdi.

Bütün bu ilkin şərtlər kəşfin əsasını təşkil etdi; Mendeleyevin özü, kəşfindən bir neçə onillik sonra, demək olar ki, 20 ildir sistem haqqında düşündüyünü söylədi. Qanunun bütün əsas nəticələri və müddəaları onun əsərlərində 1871-ci ilin sonlarına qədər verilmişdir. O, müəyyən etdi ki, atom kütlələrinin ədədi dəyərləri müəyyən bir modeldədir və elementlərin xassələri yuxarıda və aşağıda iki qonşu elementdən və eyni zamanda sağ və solda olan dövrün iki elementindən asılı olan aralıq məlumatlardır.

Daha sonra D.İ. Mendeleyev kəşfini bir ildən çox müddətə sübut etməli oldu. Onun tanınması yalnız çox sonra, germanium, skandium və qalliumun uğurla kəşf edildiyi zaman baş verdi. 19-cu əsrin sonlarında əksər alimlər bu qanunu təbiətin əsas qanunlarından biri kimi tanıdılar. Vaxt keçdikcə, 20-ci əsrin əvvəllərində dövri cədvəl kiçik dəyişikliklərə məruz qaldı, inert qazları olan sıfır qrupu yarandı və nadir torpaq metalları bir hüceyrədə yerləşdi.

Dövri qanunun kəşfi [VİDEO]

Dövri kimyəvi elementlər cədvəlinin kəşfi kimyanın bir elm kimi inkişafı tarixində mühüm mərhələlərdən biri olmuşdur. Cədvəlin kəşfçisi rus alimi Dmitri Mendeleyevdir. Geniş elmi dünyagörüşünə malik qeyri-adi alim kimyəvi elementlərin təbiəti haqqında bütün fikirləri vahid ardıcıl konsepsiyada birləşdirməyi bacardı.

M24.RU sizə dövri elementlər cədvəlinin kəşf tarixi, yeni elementlərin kəşfi ilə bağlı maraqlı faktlar və Mendeleyevi əhatə edən xalq nağılları və onun yaratdığı kimyəvi elementlər cədvəli haqqında məlumat verəcək.

Cədvəlin açılış tarixi

19-cu əsrin ortalarına qədər 63 kimyəvi element kəşf edildi və dünya alimləri dəfələrlə bütün mövcud elementləri vahid konsepsiyada birləşdirməyə cəhd göstərdilər. Elementləri artan atom kütləsi ilə yerləşdirmək və oxşar kimyəvi xassələrə görə qruplara bölmək təklif edilmişdir.

1863-cü ildə kimyaçı və musiqiçi Con Alexander Newland öz nəzəriyyəsini irəli sürdü, o, Mendeleyevin kəşf etdiyinə bənzər kimyəvi elementlərin planını təklif etdi, lakin müəllifin əlindən alındığı üçün alimin işi elmi ictimaiyyət tərəfindən ciddi qəbul edilmədi. harmoniya axtarışı və musiqinin kimya ilə əlaqəsi ilə.

1869-cu ildə Mendeleyev dövri cədvəlin diaqramını Rus Kimya Cəmiyyətinin jurnalında dərc etdirdi və kəşf haqqında dünyanın aparıcı alimlərinə bildiriş göndərdi. Sonradan kimyaçı adi görünüşünü əldə edənə qədər sxemi dəfələrlə təkmilləşdirdi və təkmilləşdirdi.

Mendeleyevin kəşfinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, artan atom kütləsi ilə elementlərin kimyəvi xassələri monoton deyil, dövri olaraq dəyişir. Müxtəlif xassələrə malik olan müəyyən sayda elementdən sonra xassələr təkrarlanmağa başlayır. Beləliklə, kalium natriuma, flüor xlora, qızıl isə gümüşə və misə bənzəyir.

1871-ci ildə Mendeleyev nəhayət fikirləri dövri qanunda birləşdirdi. Alimlər bir neçə yeni kimyəvi elementin kəşfini proqnozlaşdırdılar və onların kimyəvi xassələrini təsvir etdilər. Sonradan kimyaçının hesablamaları tamamilə təsdiqləndi - qalium, skandium və germanium Mendeleyevin onlara aid etdiyi xüsusiyyətlərə tam uyğun gəldi.

Mendeleyev haqqında nağıllar

Məşhur alim və onun kəşfləri haqqında çoxlu nağıllar var idi. O dövrdə insanlar kimya haqqında çox az anlayışa sahib idilər və kimya öyrənmək körpələrdən şorba yemək və sənaye miqyasında oğurluq kimi bir şey olduğuna inanırdılar. Buna görə də Mendeleyevin fəaliyyəti tez bir zamanda çoxlu şayiələr və əfsanələr əldə etdi.

Əfsanələrdən birində deyilir ki, Mendeleyev yuxuda kimyəvi elementlər cədvəlini kəşf edib. Bu tək hal deyil, benzol halqasının düsturunu xəyal edən Avqust Kekule də kəşfindən danışıb. Lakin Mendeleyev tənqidçilərə ancaq gülürdü. “Bəlkə iyirmi ildir ki, bu barədə düşünürəm və siz deyirsiniz: mən orada oturmuşdum və birdən... bitdi!” – alim bir dəfə kəşfi haqqında dedi.

Başqa bir hekayə Mendeleyevi araq kəşfi ilə əlaqələndirir. 1865-ci ildə böyük alim “Spirtin su ilə birləşməsi haqqında danışıq” mövzusunda dissertasiya müdafiə etdi və bu, dərhal yeni bir əfsanəyə səbəb oldu. Kimyaçının müasirləri gülərək dedilər ki, alimin "su ilə birləşmiş spirtin təsiri altında olduqca yaxşı yaradır" və sonrakı nəsillər artıq Mendeleyevi araq kəşf edən adlandırırdılar.

Onlar alimin həyat tərzinə, xüsusən də Mendeleyevin laboratoriyasını nəhəng bir palıd ağacının çuxurunda təchiz etməsinə güldülər.

Müasirləri Mendeleyevin çamadanlara olan həvəsini də ələ salırdılar. Alim Simferopolda qeyri-ixtiyari hərəkətsiz olduğu müddətdə çamadanlar toxuyaraq vaxt keçirməyə məcbur olub. Daha sonra laboratoriya ehtiyacları üçün müstəqil olaraq karton qablar hazırladı. Bu hobbinin açıq şəkildə "həvəskar" olmasına baxmayaraq, Mendeleev tez-tez "çamadan ustası" adlandırılırdı.

Radiumun kəşfi

Kimya tarixinin ən faciəli və eyni zamanda məşhur səhifələrindən biri və dövri sistemdə yeni elementlərin meydana çıxması radiumun kəşfi ilə bağlıdır. Yeni kimyəvi element uranın uran filizindən ayrılmasından sonra qalan tullantıların saf urandan daha radioaktiv olduğunu aşkar edən həyat yoldaşları Mari və Pierre Curie tərəfindən kəşf edilib.

O dövrdə heç kim radioaktivliyin nə olduğunu bilmədiyindən, şayiələr tez bir zamanda müalicəvi xüsusiyyətləri və elmə məlum olan demək olar ki, bütün xəstəlikləri müalicə etmək qabiliyyətini yeni elementə bağladı. Radium qida məhsullarına, diş pastalarına və üz kremlərinə daxil edilmişdir. Zənginlər siferblatları radium olan boya ilə boyanmış saatlar taxırdılar. Radioaktiv element potensialı artırmaq və stressi aradan qaldırmaq üçün bir vasitə kimi tövsiyə edilmişdir.

Belə "istehsal" iyirmi il - XX əsrin 30-cu illərinə qədər, elm adamları radioaktivliyin əsl xüsusiyyətlərini kəşf edənə və radiasiyanın insan orqanizminə nə qədər dağıdıcı təsir göstərdiyini öyrənənə qədər davam etdi.

Marie Curie 1934-cü ildə uzun müddət radiumun təsirindən yaranan şüa xəstəliyindən öldü.

Nebulium və koronium

Dövri sistem təkcə kimyəvi elementləri vahid harmonik sistemdə sıralamadı, həm də yeni elementlərin bir çox kəşflərini proqnozlaşdırmağa imkan verdi. Eyni zamanda bəzi kimyəvi “elementlər” dövri qanun anlayışına uyğun gəlmədiyi üçün mövcud olmayan kimi tanınıb. Ən məşhur hekayə yeni elementlər nebulium və koroniumun "kəşfi" dir.

Günəş atmosferini tədqiq edərkən astronomlar yer üzündə məlum olan kimyəvi elementlərin heç biri ilə eyniləşdirə bilmədikləri spektral xətləri kəşf etdilər. Alimlər bu xətlərin koronium adlanan yeni bir elementə aid olduğunu irəli sürdülər (çünki xətlər Günəşin "tacının" - ulduz atmosferinin xarici təbəqəsinin tədqiqi zamanı aşkar edilmişdir).

Bir neçə il sonra astronomlar qaz dumanlıqlarının spektrlərini tədqiq edərkən daha bir kəşf etdilər. Yenidən yerüstü heç bir şeylə eyniləşdirilə bilməyən aşkar edilmiş xətlər başqa bir kimyəvi elementə - nebuliuma aid edilmişdir.

Kəşflər tənqid olundu, çünki Mendeleyevin dövri cədvəlində nebulium və koronium xassələrinə malik elementlər üçün artıq yer qalmırdı. Yoxlandıqdan sonra nebuliumun adi yer oksigeni, koroniumun isə yüksək ionlaşmış dəmir olduğu aşkar edilmişdir.

Material açıq mənbələrdən alınan məlumatlar əsasında yaradılmışdır. Hazırladı Vasili Makaqonov @vmakagonov

Gimnaziyada D.I.Mendeleyev əvvəlcə orta səviyyədə oxudu. Onun arxivində qorunan rüblük hesabatlarda qənaətbəxş qiymətlər çoxdur, aşağı və orta siniflərdə isə daha çoxdur. Orta məktəbdə D.İ.Mendeleyev fizika-riyaziyyat elmləri ilə yanaşı, tarix və coğrafiya ilə də maraqlandı və Kainatın quruluşu ilə də maraqlandı. Tədricən, gənc məktəblinin uğurları 14 iyul 1849-cu ildə aldığı məzuniyyət sertifikatında artdı. cəmi iki qənaətbəxş qiymət var idi: Tanrı qanunu (onun sevmədiyi fənn) və rus ədəbiyyatı (bu fəndən yaxşı qiymət ola bilməzdi, çünki Mendeleyev kilsə slavyan dilini yaxşı bilmirdi). Gimnaziya D.I.Mendeleyevin ruhunda müəllimlərin çoxlu parlaq xatirələrini qoyub: əvvəlcə mentor, sonra Tobolsk gimnaziyasının direktoru olmuş Pyotr Pavloviç Erşov haqqında - (“Kiçik kürəkən at” nağılının müəllifi); İ.K.Rummel haqqında - (fizika və riyaziyyat müəllimi), ona təbiəti dərk etməyin yollarını açıb. 1850-ci ilin yayını çətinliklə keçdi. Əvvəlcə D.I.Mendeleev sənədləri Tibb-Cərrahiyyə Akademiyasına təqdim etdi, lakin o, ilk sınaqdan - anatomik teatrda iştirakdan keçmədi. Anam başqa bir yol təklif etdi - müəllim olmaq. Lakin Baş Pedaqoji İnstitutuna qəbul bir il sonra və dəqiq 1850-ci ildə baş verdi. qəbul yox idi. Xoşbəxtlikdən, ərizə təsirli oldu, dövlət dəstəyi ilə instituta daxil oldu. Artıq ikinci kursda Dmitri İvanoviç laboratoriya dərsləri və maraqlı mühazirələr ilə maraqlanmağa başladı.

1855-ci ildə D.I.Mendeleyev institutu parlaq şəkildə qızıl medalla bitirdi. Baş müəllim adına layiq görülüb. 27 avqust 1855-ci il Mendeleyev onu Simferopolda baş müəllim təyin edən sənədləri aldı. Dmitri İvanoviç çox işləyir: riyaziyyat, fizika, biologiya və fiziki coğrafiyadan dərs deyir. İki il ərzində Xalq Təhsili Nazirliyinin jurnalında 70 məqalə dərc etdirmişdir.

1859-cu ilin aprelində gənc alim Mendeleyev “elmini təkmilləşdirmək üçün” xaricə göndərildi. O, rus kimyaçısı N. N. Beketovla, məşhur kimyaçı M. Berthelotla görüşür.

1860-cı ildə D.İ.Mendeleyev Almaniyanın Karlsrue şəhərində kimyaçıların birinci Beynəlxalq Konqresində iştirak etmişdir.

1861-ci ilin dekabrında Mendeleyev universitetin rektoru oldu.

Mendeleyev, onun fikrincə, dövri qanunun kəşfinə töhfə verən üç hal gördü:

Birincisi, ən çox tanınan kimyəvi elementlərin atom çəkiləri az və ya çox dəqiqliklə müəyyən edilmişdir;

İkincisi, oxşar kimyəvi xassələrə malik olan element qrupları (təbii qruplar) haqqında aydın bir konsepsiya meydana çıxdı;

Üçüncüsü, 1869-cu ilə qədər Bir çox nadir elementlərin kimyası öyrənildi, bilik olmadan hər hansı bir ümumiləşdirməyə gəlmək çətin olardı.

Nəhayət, qanunun kəşfi istiqamətində həlledici addım Mendeleyevin bütün elementləri atom çəkilərinə görə müqayisə etməsi oldu.

1869-cu ilin sentyabrında D.İ.Mendeleyev sadə maddələrin atom həcmlərinin dövri olaraq atom çəkilərindən asılı olduğunu göstərdi və oktyabrda duz əmələ gətirən oksidlərdəki elementlərin valentliklərini kəşf etdi.

1870-ci ilin yayını Mendeleyev indium, serium, itrium, torium və uranın səhv təyin edilmiş atom çəkilərinin dəyişdirilməsini zəruri hesab etdi və bununla əlaqədar olaraq bu elementlərin sistemdə yerləşdirilməsini dəyişdirdi. Beləliklə, uran təbii silsilənin sonuncu elementi və atom çəkisinə görə ən ağır element oldu.

Yeni kimyəvi elementlər kəşf olunduqca onların sistemləşdirilməsinə ehtiyac getdikcə daha çox hiss olunurdu. 1869-cu ildə D.İ.Mendeleyev elementlərin dövri cədvəlini yaratdı və onun əsasında duran qanunu kəşf etdi. Bu kəşf 10-cu əsrin bütün əvvəlki inkişafının nəzəri sintezi idi. : Mendeleyev o zaman məlum olan bütün 63 kimyəvi elementin fiziki və kimyəvi xassələrini onların atom çəkiləri ilə müqayisə etdi və bütün kimyanın üzərində qurulduğu atomların kəmiyyətcə ölçülən ən vacib iki xüsusiyyəti - atom çəkisi və valentlik arasındakı əlaqəni kəşf etdi.

Uzun illər sonra Mendeleyev öz sistemini belə təsvir etdi: “Bu, mənim elementlərin dövriliyi ilə bağlı mülahizələrimin və mülahizələrimin ən yaxşı xülasəsidir.” Mendeleyev ilk dəfə fiziki əsaslandırmadan əvvəl mövcud olan dövri qanunun kanonik formalaşdırılmasına istinad etdi: “Xassələr elementlərin və buna görə də onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb cisimlərin xassələri atom çəkisindən asılı olaraq vaxtaşırı dayanır”.

Altı ildən az müddət sonra xəbər bütün dünyaya yayıldı: 1875-ci ildə. Gənc fransız spektroskopisti P.Lecoq de Boisbaudran Pireney dağlarında çıxarılan mineraldan yeni elementi təcrid etdi. Boisbaudran, mineralın spektrində məlum olan kimyəvi elementlərin heç birinə aid edilə bilməyən zəif bənövşəyi xətt ilə cığırla aparıldı. Qədim dövrlərdə Qall adlanan vətəninin şərəfinə Boisbaudran yeni elementi qallium adlandırdı. Qallium çox nadir metaldır və Boisbaudran onu sancağın başından bir qədər çox miqdarda əldə etmək üçün daha çox işləməli oldu. Paris Elmlər Akademiyası vasitəsilə rus möhürü olan bir məktub aldıqda Boisboudranın təəccübünü təsəvvür edin: qalliumun xüsusiyyətlərinin təsvirində sıxlıqdan başqa hər şey düzgündür: qallium sudan 4,7 dəfə deyil, daha ağırdır, Boisbaudranın iddia etdiyi kimi, lakin 5. 9 dəfə. Qalliumu ilk dəfə başqası kəşf etdi? Boisbaudran, metalı daha hərtərəfli təmizlənməyə məruz qoyaraq qalliumun sıxlığını yenidən təyin etdi. Və məlum oldu ki, o, səhv edib və məktubun müəllifi - bu, təbii ki, qalliumu heç vaxt görməmiş Mendeleyev idi - düz deyir: qalliumun nisbi sıxlığı 4,7 deyil, 5,9-dur.

Mendeleyevin proqnozundan 16 il sonra isə alman kimyaçısı K.Vinkler yeni element kəşf etdi (1886) və ona germanium adını verdi. Bu dəfə Mendeleyevin özü qeyd etməli deyildi ki, bu yeni kəşf edilmiş element daha əvvəl onun tərəfindən proqnozlaşdırılıb. Winkler qeyd etdi ki, germanium Mendeleyevin eka-silisiumuna tam uyğundur. Winkler öz əsərində yazırdı: “Dövrilik doktrinasının etibarlılığına yeni kəşf edilmiş elementdən daha parlaq bir sübut tapmaq çətindir. Bu, sadəcə olaraq cəsarətli bir nəzəriyyənin təsdiqi deyil, burada biz kimyəvi üfüqlərin aşkar genişlənməsini, bilik sahəsində güclü addımı görürük”.

Təbiətdə heç kimə məlum olmayan ondan çox yeni elementin mövcudluğunu Mendeleyevin özü proqnozlaşdırmışdı. Bir çox element üçün proqnozlaşdırdı

Düzgün atom çəkisi. Təbiətdə yeni elementlərin bütün sonrakı axtarışları dövri qanun və dövri sistemdən istifadə etməklə tədqiqatçılar tərəfindən aparılmışdır. Onlar təkcə elm adamlarına həqiqət axtarışında kömək etmədilər, həm də elmdəki səhvlərin və yanlış təsəvvürlərin düzəldilməsinə öz töhfələrini verdilər.

Mendeleyevin proqnozları parlaq şəkildə gerçəkləşdi - üç yeni element kəşf edildi: qalium, skandium, germanium. Alimləri uzun müddət əzablandıran berilyum sirri həll olundu. Nəhayət, onun atom çəkisi dəqiq müəyyən edildi və elementin litiumun yanındakı yeri birdəfəlik təsdiqləndi. 19-cu əsrin 90-cı illərinə qədər. , Mendeleyevə görə, "dövri qanunilik gücləndi". Müxtəlif ölkələrin kimya dərsliklərində, şübhəsiz ki, Mendeleyev dövri sistemi də yer almağa başlamışdır. Böyük kəşf universal tanınma aldı.

Böyük kəşflərin taleyi bəzən çox çətin olur. Yolda onlar hətta bəzən kəşfin doğruluğuna şübhə yaradan sınaqlarla qarşılaşırlar. Bu elementlərin dövri cədvəlində belə idi.

Bu, inert və ya nəcib qazlar adlanan bir sıra qazlı kimyəvi elementlərin gözlənilməz kəşfi ilə əlaqələndirildi. Bunlardan birincisi heliumdur. Demək olar ki, bütün istinad kitablarında və ensiklopediyalarda heliumun kəşfi 1868-ci ilə aiddir. və bu hadisə fransız astronomu J. Jansen və ingilis astrofiziki N. Lokyerlə bağlıdır. Jansen 1868-ci ilin avqustunda Hindistanda baş verən tam Günəş tutulmasında iştirak etmişdir. Və onun əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, tutulma başa çatdıqdan sonra günəşin qabarıqlıqlarını müşahidə etməyi bacarıb. Onlar yalnız tutulma zamanı müşahidə edilib. Lokyer də görkəmli yerləri müşahidə etdi. Britaniya adalarını tərk etmədən, həmin ilin oktyabr ayının ortalarında. Hər iki alim öz müşahidələrinin təsvirini Paris Elmlər Akademiyasına göndərib. Lakin London Parisə Kəlküttədən çox yaxın olduğu üçün məktublar oktyabrın 26-da eyni vaxtda ünvana çatdı. Günəşdə guya mövcud olan hər hansı yeni element haqqında deyil. Bu məktublarda bir söz yox idi.

Alimlər qabarıqlıqların spektrlərini ətraflı öyrənməyə başladılar. Tezliklə onların Yerdə mövcud olan heç bir elementin spektrinə aid olmayan bir xətt olduğu barədə məlumatlar ortaya çıxdı. 1869-cu ilin yanvarında İtalyan astronomu A. Secchi bunu təyin etdi. Bu qeyddə o, elm tarixinə spektral “qitə” kimi daxil oldu. 3 avqust 1871-ci ildə fizik U.Tomson Britaniya alimlərinin illik toplantısında yeni günəş elementi haqqında açıq danışdı.

Bu, Günəşdə heliumun kəşfinin əsl hekayəsidir. Uzun müddətdir ki, heç kim bu elementin nə olduğunu və ya xüsusiyyətlərinin nə olduğunu deyə bilməzdi. Bəzi elm adamları ümumiyyətlə yer üzündə heliumun mövcudluğunu rədd etdilər, çünki o, yalnız yüksək temperatur şəraitində mövcud ola bilərdi. Helium Yer üzündə yalnız 1895-ci ildə kəşf edilmişdir.

Bu, D.I.Mendeleyev cədvəlinin mənşəyinin təbiətidir.